不同陰極條件微生物電化學(xué)系統(tǒng)污泥減量產(chǎn)能研究.pdf

1、微生物電化學(xué)系統(tǒng)是一種新興的，可以從反應(yīng)體系底物中回收能源的技術(shù)，在能源問題逐漸成為困擾人們的重大難題的21世紀(jì)，微生物電化學(xué)系統(tǒng)為解決能源問題提供了一個(gè)新的方向。微生物電化學(xué)系統(tǒng)主要包括微生物燃料電池和微生物電解池兩大類?，F(xiàn)行的城市污水處理工藝大多數(shù)為活性污泥法，該方法有著水處理效果好，基建及運(yùn)行費(fèi)用較低，對沖擊性水力負(fù)荷耐受程度較好等優(yōu)點(diǎn)。但是，該方法有一個(gè)很嚴(yán)重的問題，那就是在處理城市生活污水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較多的剩余污泥。于傳統(tǒng)剩余污

2、泥的處理耗資巨大，直接棄之不管又會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境污染。而微生物電化學(xué)系統(tǒng)可以回收剩余污泥中的能源，且運(yùn)行條件較為溫和，因此對微生物電化學(xué)系統(tǒng)的污泥減量性能和能量回收性能進(jìn)行研究就顯得十分有必要。
　　本實(shí)驗(yàn)首先考察了不同陰極催化劑形式的MFC在乙酸鈉底物和剩余污泥為底物下的運(yùn)行效能。綜合乙酸鈉底物和剩余污泥底物下，MFC體系的產(chǎn)能情況，發(fā)現(xiàn)輥壓活性炭催化劑陰極體系的MFC反應(yīng)器有著最好的電化學(xué)性能。同時(shí)在對剩余污泥進(jìn)行處理時(shí)，其體

3、系的COD、TSS、VSS去除效果與鉑炭催化劑陰極MFC體系相比，變化不大。在不同陰極催化劑形式下，三組不同陰極催化劑形式的反應(yīng)器均實(shí)現(xiàn)了從底物中回收電能，雖然生物陰極反應(yīng)器的產(chǎn)電效能較低，但其對底物變化的耐受性要更強(qiáng)一些。理論上講，鉑炭催化劑的效能應(yīng)好于活性炭催化劑的效能，但是本實(shí)驗(yàn)中活性炭采用輥壓工藝，附著于鋼網(wǎng)基質(zhì)表面，而鉑炭催化劑采用涂布工藝，由于輥壓工藝陰極的均一性要更好，也由此使得本實(shí)驗(yàn)中活性炭催化劑陰極性能要好于鉑炭催化劑

4、陰極性能。
　　為了探究輥壓活性炭催化劑和涂布鉑炭催化劑陰極在MEC反應(yīng)器上的運(yùn)行效能，后本實(shí)驗(yàn)考察了，活性炭催化劑陰極和鉑炭催化劑陰極單室立方體MEC的產(chǎn)氣性能，對比發(fā)現(xiàn)在MEC體系下，活性炭催化劑陰極與鉑炭催化劑陰極的產(chǎn)氣性能差距不大。對比之下，本實(shí)驗(yàn)采用輥壓性炭催化劑陰極作為滾筒式MEC的陰極催化系統(tǒng)。之后本實(shí)驗(yàn)對比了滾筒式MEC在2 g/L單純底物乙酸鈉和復(fù)雜底物，堿預(yù)處理剩余污泥下的運(yùn)行效能，并對滾筒式MEC的剩余污泥處