以生物柴油副產(chǎn)物為底物的微生物燃料電池產(chǎn)電特性研究.pdf

1、隨著生物柴油產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，其副產(chǎn)物的產(chǎn)生和利用成為一個(gè)新的問(wèn)題。將生物柴油副產(chǎn)物加工提純甘油的做法正面臨著價(jià)格的挑戰(zhàn)。而將生物柴油副產(chǎn)物直接作為微生物燃料電池的底物進(jìn)行微生物產(chǎn)電，既擴(kuò)展了微生物燃料電池的底物類(lèi)型，又為生物柴油副產(chǎn)物的利用提供了一個(gè)新的方向。
　　本文采用空氣陰極單室微生物燃料電池，將在生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物作為底物加入到MFC中進(jìn)行產(chǎn)電性能研究。文中考察了進(jìn)水濃度、底物成分和PBS濃度對(duì)MFC性能的影響

2、。依次加入COD濃度為390mg/L、780mg/L、1020mg/L、1960mg/L、3920mg/L、7850mg/L的進(jìn)水，得到了161mW/m2至371mW/m2的功率密度，也獲得了均在6％左右的庫(kù)侖效率和在3920mg/L-COD進(jìn)水濃度時(shí)95%的最大的COD去除率。使用莫諾方程對(duì)生物柴油副產(chǎn)物的產(chǎn)電結(jié)果進(jìn)行擬合，得到了理論最大輸出功率387mW/m2。生物柴油制備工藝對(duì)副產(chǎn)物的產(chǎn)生和成分有著重要的影響，進(jìn)而會(huì)影響以其作為底

3、物的MFC的性能。實(shí)驗(yàn)對(duì)比結(jié)果表明，在生物柴油生產(chǎn)過(guò)程中，將生物柴油與副產(chǎn)物靜止分離的時(shí)間從1小時(shí)延長(zhǎng)至24小時(shí)，使生物柴油與副產(chǎn)物的分離更加徹底，這樣的副產(chǎn)物加入到反應(yīng)器中后，可使MFC的功率密度由333mW/m2提高至487mW/m2，使庫(kù)侖效率從5.97%提高至9.01%。在理想情況下，即當(dāng)副產(chǎn)物中只有甘油一種成分時(shí)，MFC的性能將達(dá)到最高。
　　由于生物柴油副產(chǎn)物成分的復(fù)雜和極其高的COD濃度，尤其是其中少量脂類(lèi)物質(zhì)的存在

4、，使其直接作為MFC的底物時(shí)，輸出功率和庫(kù)侖效率值都不能滿足要求。針對(duì)此問(wèn)題，分別了底物微波預(yù)處理、添加表面活性劑和陽(yáng)極材料改性三種方法來(lái)試圖提高M(jìn)FC的性能。使用800W的微波對(duì)底物進(jìn)行不同時(shí)間的消解，結(jié)果證實(shí)8min的微波處理能將反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間由680h縮短至540h，將庫(kù)侖效率由5.69%提高至9.65%。向底物中添加表面活性劑Tween80的方法雖然底物與微生物的接觸，但由于其導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)阻的急劇增加，所以對(duì)功率密度的增加十分有