降解苯的微生物燃料电池产电性能研究

 通过构建填料型微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,对葡萄糖、苯为单一燃料和葡萄糖+苯混合燃料条件下MFC的产电性能及苯的降解效果进行了研究。试验结果表明,1 000 Ω外电阻条件下,以1 500 mg/L葡萄糖作为单一燃料时,MFC可获得的最高功率密度为228 mW/m2（阳极）,相应的体积功率密度为205 W/m3（按阳极室有效体积计算）; 以1 000 mg/L苯作为单一燃料时,最高功率密度为95 mW/m2（阳极）,体积功率密度为09 W/m3;以1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯为混合燃料时,最高功率密度为288 mW/m2 (阳极),相应的体积功率密度为259 W/m3。1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯混合燃料情况下,MFC在24 h内可将苯完全降解,产电周期结束时MFC的 COD去除率在95%以上。以1 500 mg/L葡萄糖和1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯分别作为燃料时,MFC可获得的库仑〖JP2〗效率分别为157%和23%。结果表明,MFC能够利用苯作为燃料,在实现高效降解的同时可稳定地向外输出电能,这为苯类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。     

浮萍热裂解处理及其在微生物燃料电池中的产电性能研究

以浮萍为生物质能原料,采用酸式热裂解进行预处理,考察了处理液在微生物燃料电池(MFC)中的产电性能.结果表明:浮萍热裂解最佳预处理条件为:反应温度160℃,反应时间80 min,草酸投加量3%(质量分数).该条件下每克浮萍的还原糖产量为0.272 g,浮萍固体消化率可达到55%.当采用稀释10倍的热裂解液时,MFC的最大功率密度为521 mW·m~(-2),总内阻最小值为145.9Ω,库仑效率(CE)最大值为12.1%.浮萍酸式热裂解液浓度的增加,对MFC输出的最大电压影响不大,化学需氧量(COD)的去除率均可达到91%以上,最终pH值在7.7～8.0.三维荧光光谱分析结果表明:水中的多种有机物均得到了有效的降解.在稀释20,10和5倍酸热裂解液条件下,厌氧醋菌属(Acetoanaerobium)相对丰度分别为30.1%,42.2%和33.8%.牦牛瘤胃菌属(Proteiniclasticum)在稀释20倍时相对丰度最高,为19.5%;在稀释5倍酸热裂解液条件下,产乙酸嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum)相对丰度最高达到16.0%.     

基于文献计量的有机废水微生物燃料电池处理研究进展解析

有机废水的微生物燃料电池（MFC）处理与能量回收对于实现污染减排和节能具有重要意义.对2008—2021年该领域的文献进行了计量分析,从基础数据分析和热点主题词两个层面出发,探讨了该领域的研究动态.结果表明：2008—2021年共发表486篇文章,中国是发文量最高的国家,但篇均被引次数相对较低;按照主题词的演变可将该领域研究分为可行性研究、性能提升和应用转化阶段;目前该领域亟待解决的问题包括功率输出低、投入成本高、系统稳定性低等.研究结果为该领域的研究人员了解国际进展情况、把握未来研究的突破点、推动有机废水的高效处理与能源化利用提供了科学参考.