微波預(yù)處理污泥上清液為燃料的微生物燃料電池研究.pdf

1、能源是當(dāng)今世界的一個重要問題,隨著人類活動的增加天然能源被逐漸消耗,導(dǎo)致了化石燃料枯竭和全球變暖。隨著能源危機的日益嚴(yán)重,人們紛紛把眼光投向了可再生能源技術(shù)以及可變廢為寶的能源技術(shù)。利用微生物作為催化劑將儲存在有機物中的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成為電能的裝置叫做微生物燃料電池(Microbial fullCell,MFC)。由于所用原料可以是有機高濃度廢水、城市垃圾或者污水處理廠的剩余污泥,來源豐富價格低廉且不消耗礦物資源而且能有效降解污染物,因此微

2、生物燃料電池越來越受到人們的關(guān)注?；钚允Ｓ辔勰嘀泻胸S富的有機物質(zhì)如蛋白質(zhì)、多糖類和脂肪類等是一種極具潛力的生物燃料。利用剩余污泥直接作為MFC燃料的研究已經(jīng)不少,但是目前利用直接剩余污泥作為微生物燃料電池產(chǎn)電所獲得的輸出功率密度非常小。為了進一步提高電池輸出功率密度本研究首次將污泥預(yù)處理技術(shù)與MFC技術(shù)聯(lián)合起來。
　　 將微波預(yù)處理的污泥上清液作為微生物燃料電池的底物通過接種剩余污泥為燃料的微生物燃料電池的細(xì)菌懸液后成功啟動了

3、單室無膜微生物燃料電池?？疾榱宋⒉〞r間和功率對微生物燃料電池最大輸出功率密度的影響、可能影響輸出功率密度的相關(guān)因素以及一個周期內(nèi)燃料性質(zhì)變化規(guī)律并且對不同外接電阻下MFC陽極表面附著的微生物形態(tài)差異進行了分析。結(jié)果表明長時間和適度較高的微波功率(<900W)能夠有效提高MFC的產(chǎn)電能力,在最佳微波處理條件(300s,720W)時輸出功率密度可達306.2mW·m-2；電池陽極面積越大,輸出功率密度反而越小。陰陽極距離從5.0cm縮小到0

4、.5cm時,輸出功率密度先增加后降低,在距離為2.0cm時輸出功率密度達到最大值282.7mW·m-2,說明陰陽極距離過近時溶解氧可能通過空氣陰極傳遞到陽極影響了陽極表面上厭氧微生物的活性。采用NaCl作為離子添加劑時,隨著投加量的增加,內(nèi)阻顯著降低輸出功率密度相應(yīng)增加,最大輸出功率密度為362.6mW·m-2；不同外接電阻(30Ω、500Ω、2000Ω)下庫侖效率依次為83.3％、79.0％、33.6％；通過掃描電鏡觀察到在外接電阻較