阳极材料对6L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响
本文关键词:阳极材料对6L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响 出处:《环境科学》2017年05期 论文类型:期刊论文
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【摘要】:阳极材料是影响微生物燃料电池实用化的关键因素之一.本文以碳刷、碳布或石墨毡阳极和泡沫镍空气阴极制成紧凑式6 L单室双空气阴极微生物燃料电池(MFC),研究不同阳极材料对电池启动过程和运行以乙酸钠为基质的人工废水和实际屠宰废水的产电性能和废水处理效果的影响,比较了单位阳极成本的产电效益.结果表明:阳极材料对紧凑式MFC的启动过程没有明显影响;在产电性能方面,碳刷阳极MFC在人工废水和屠宰废水中的输出功率密度最高,分别为(56.3±1.8)W·m~(-3)和(19.5±0.8)W·m~(-3),其次为碳布阳极MFC,分别为(46.0±1.7)W·m~(-3)和(16.9±0.6)W·m~(-3),最差的是石墨毡阳极MFC,分别为(40.8±1.5)W·m~(-3)和(11.9±0.5)W·m~(-3);在废水处理效果方面,不同阳极MFC在运行人工废水或屠宰废水时COD去除率没有明显差别,均在90%左右.碳刷阳极MFC所产生的经济效益最高,在运行乙酸钠和屠宰废水时分别为(3.44±0.08)m W·元-1和(0.97±0.05)m W·元-1,分别比碳布MFC和石墨毡MFC高18.6%、12.8%和38.7%、80%.本研究结果说明碳刷是微生物燃料电池实用化过程中最合适的阳极材料.
[Abstract]:Anode material is one of the key factors that affect the practicality of microbial fuel cells. Carbon cloth or graphite felt anode and foamed nickel air cathode are made into a compact 6 L single chamber double air cathode microbial fuel cell (MFC). The effects of different anode materials on the electrical properties and wastewater treatment efficiency of artificial wastewater and slaughtering wastewater based on sodium acetate were studied. The power efficiency of unit anode cost is compared. The results show that the anode material has no obvious influence on the start-up process of compact MFC. The output power density of carbon brush anode MFC was the highest in artificial wastewater and slaughtering wastewater. It is 56.3 卤1.8W 路mAg-3) and 19.5 卤0.8W 路mAg-3C respectively, followed by carbon cloth anode MFC. The results were 46.0 卤1.7W 路mAg-3) and 16.9 卤0.6W 路mAM-3C, respectively, and the worst was graphite felt anode MFC. It was 40.8 卤1.5 W 路mA-1) and 11.9 卤0.5 W 路mC-1 ~ (-3), respectively. In the aspect of wastewater treatment effect, the COD removal rate of different anode MFC in artificial wastewater or slaughtering wastewater is not significantly different, all of them are about 90%. The carbon brush anode MFC has the highest economic benefit. The values of sodium acetate and slaughterhouse wastewater were 3.44 卤0.08mW 路yuan -1 and 0.97 卤0.05mW 路yuan -1, respectively. The results show that the carbon brush is the most suitable anode material in the process of microbial fuel cell application, which is higher than that of carbon cloth MFC and graphite felt MFC by 18.6% and 38.7%, respectively.
【作者单位】: 浙江大学能源工程学系;
【基金】:国家自然科学基金项目(51278448,51478414) 国家重点研发计划项目(2016YFB0600505)
【分类号】:TM911.45;X703
【正文快照】: 微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)是一种以微生物为催化剂将储存在废水中的化学能直接转化为电能的新型废水处理技术[1,2],具有燃料来源多样化、操作条件温和、无需能量输入、清洁高效等优点[3],对于缓解当前能源危机及水环境污染有重要意义,因此受到了广泛关注.近
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,本文编号:1439051
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