微生物燃料电池中生物阴极的研究与应用现状 被引量：11

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作者 王刚 黄丽萍 张翼峰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第12期101-103,共3页

在简要介绍了微生物燃料电池的发展背景、原理和发展趋势的基础上,重点概述了微生物燃料电池阴极的发展现状,特别是生物阴极的研究与应用现状,最后对其目前存在的主要问题进行了分析,并对其今后的发展提出了展望。

关键词 微生物燃料电池 生物阴极 电子受体 氧化还原电位

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复合生物阴极型微生物燃料电池处理废水及同步产电性能 被引量：8

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作者 王琳 李雪 王丽 《环境科学研究》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1098-1104,共7页

为研究生物阴极在MFC(微生物燃料电池)中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结... 为研究生物阴极在MFC(微生物燃料电池)中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结果表明:当阳极基质材料为2~4 mm粒径的颗粒活性炭时,燃料电池中利用玻璃纤维取代离子交换膜,阴极基质材料为选用4~8 mm粒径颗粒石墨的反应柱产电量最大,为534 m V(外电阻为1 000Ω),最大功率密度达到631.6 m W/m^3,库伦效率为3.82%;阴极的p H越低越有利于阴极的产电反应;不同阴极基质材料的MFC对CODCr去除率均在80%左右,TN、NH_4^+-N及TP的去除率最高可分别达到79%、93%和34%.研究显示,阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性影响较大,但对其净水效能的影响不大. 展开更多

关键词 微生物燃料电池 生物阴极 污水净化 产电 阴极基质材料

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生物阴极MFC处理重金属废水研究进展

3

作者 张林芸 王鲁宁 +2 位作者 姚淑华 张学军 郑阳 《辽宁化工》 CAS 2024年第8期1236-1239,共4页

生物阴极微生物燃料电池(MFC)可以将重金属废水中的有害重金属阳离子还原成单质或低毒低价态物质,此法具有高效、低毒无污染等优点,有望为重金属污染废水的生物修复提供一种新途径。介绍了微生物燃料电池,概述了生物阴极上电化学过程与... 生物阴极微生物燃料电池(MFC)可以将重金属废水中的有害重金属阳离子还原成单质或低毒低价态物质,此法具有高效、低毒无污染等优点,有望为重金属污染废水的生物修复提供一种新途径。介绍了微生物燃料电池,概述了生物阴极上电化学过程与微生物在还原重金属离子过程中所发挥的协同作用,探讨了近期生物阴极微生物燃料电池的研究趋势,对今后强化生物阴极微生物燃料电池重金属废水处理效率及实际应用进行了展望。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 重金属 生物阴极 废水处理

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高盐废水生物阴极MFCs产电及脱氮性能研究 被引量：5

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作者 杨茜 李轩 +2 位作者 蒋涛阳 王测文 付国楷 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期22-27,共6页

构建了双室生物阴极微生物燃料电池系统(MFCs),分析了曝气强度对系统脱氮和产电性能的影响,并讨论了间歇曝气对污染物的去除影响。结果表明,生物阴极MFCs实现了污染物去除和能量回收的双重目的,生物阴极MFCs稳定运行时,最大功率密度、... 构建了双室生物阴极微生物燃料电池系统(MFCs),分析了曝气强度对系统脱氮和产电性能的影响,并讨论了间歇曝气对污染物的去除影响。结果表明,生物阴极MFCs实现了污染物去除和能量回收的双重目的,生物阴极MFCs稳定运行时,最大功率密度、开路电压和电池内阻分别为2.72 W/m^3、660 mV、131Ω。曝气强度40~100 mL/min、DO浓度在4~6 mg/L时,电压输出最大为253 mV,产电周期最长,生物阴极MFCs对COD去除以及脱氮效果较为理想。间歇式曝气运行方式既能有效提高生物阴极脱氮性能又可以减少维持高浓度DO的能量输入。控制间歇曝气2 h,对污染物TN去除效果最好,比持续曝气提高20%。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 榨菜废水 生物阴极 生物电化学脱氮

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铬还原菌的分离筛选及其在微生物燃料电池生物阴极中的应用 被引量：4

5

作者 牛永艳 陈正军 +1 位作者 赵帅 李祥锴 《微生物学通报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1631-1638,共8页

【目的】水溶性的Cr(Ⅵ)对环境及人类造成的危害是社会亟待解决的问题。Cr(Ⅵ)还原菌株的分离筛选、还原特性的分析和在微生物燃料电池中的应用为六价铬污染水体的微生物修复提供科学依据和新的方法。【方法】从黄河兰州段排污口采集样... 【目的】水溶性的Cr(Ⅵ)对环境及人类造成的危害是社会亟待解决的问题。Cr(Ⅵ)还原菌株的分离筛选、还原特性的分析和在微生物燃料电池中的应用为六价铬污染水体的微生物修复提供科学依据和新的方法。【方法】从黄河兰州段排污口采集样本,用平板法分离筛选获得具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,并将Cr(Ⅵ)还原能力最强的LZU-26菌株应用到微生物燃料电池中,检测其产电能力和Cr(Ⅵ)还原特性。【结果】共分离得到21株具有Cr(Ⅵ)还原能力的菌株,其中LZU-26菌株Cr(Ⅵ)还原能力最强,属于Cellulosimicrobium cellilans。0.4 mmol/L初始Cr(Ⅵ)在LZU-26的作用下24 h铬还原率可达到95.89%,在48 h后达99.97%。将LZU-26运用在微生物燃料电池生物阴极,所获得的最大电压和最大功率密度分别为68 mV和6.8 W/cm^2。生物阴极Cr(Ⅵ)还原率(68.9%)也远高于化学阴极(14.7%)和对照组(2.7%)。【结论】利用Cr(Ⅵ)还原菌作为微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水,将会是一种高效、节能和环境友好的方法。 展开更多

关键词 Cr(Ⅵ)还原菌 微生物燃料电池 生物阴极 铬还原率

原文传递

光合微生物燃料电池处理餐厨沼液的性能研究 被引量：4

6

作者 吴旅州 杨敏 +5 位作者 陈宏 张博武 陈平 刘春华 匡尹杰 王爱杰 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期5308-5317,共10页

采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池(PAMFC)的阴极以提供电子受体,实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响,并通过循环伏安法(CV)研究PAMFC电极极化和产电机... 采用小球藻作为双室光合藻微生物燃料电池(PAMFC)的阴极以提供电子受体,实现污水处理和能量回收的双重目的.研究生物阴极接种方式和光照条件对生物产电性能和餐厨沼液废水处理效果的影响,并通过循环伏安法(CV)研究PAMFC电极极化和产电机制.结果表明:微藻生物膜阴极PAMFC污染物去除和产电性能表现优于对照组,COD,TN和TP去除率最高可达82.4%,54.5%和82.3%,开路电压和最大功率密度分别达603.0mV和41.5mW/m^2.污染物去除主要在阳极发生,但阴极能够还原去除来自阳极的铵根离子,且阴极反应产生氧气作为阳极的电子受体,增大系统电流,提高了阳极处理效率.持续光照下,PAMFC产电性能和污染物去除率略高于间歇光照,但是间歇光照可以避免阳极基质不足时阴极光饱和和氧饱和情况,更符合连续运行要求.PAMFC阴极的CV曲线显示,具有微藻阴极的实验组输出电压更大,还原峰更高,功率密度更强,但需注意长期运行时微藻生物膜增厚影响氧传质效率的问题. 展开更多

关键词 微生物燃料电池 小球藻 沼液 生物阴极 循环伏安

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连续流生物阴极微生物燃料电池废水处理与产电性能 被引量：3

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作者 印霞棐 刘维平 袁霞静 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期52-55,共4页

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物的新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,乙酸钠模拟废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,驯化后的好氧污泥为好氧菌种,构建了双室连续流生物阴极MFC反应器。研究了连... 微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物的新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,乙酸钠模拟废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,驯化后的好氧污泥为好氧菌种,构建了双室连续流生物阴极MFC反应器。研究了连续流生物阴极MFC在降解乙酸钠废水同时的产电性能。结果表明,在外电阻为50Ω的情况下,未加NaCl溶液时,连续流好氧生物阴极MFC的最大电流密度为0.29 mA/m2,加入NaCl溶液后,最大电流密度为0.75 mA/m2,是未添加NaCl溶液MFC的2.59倍,输出功率密度是未加NaCl溶液的6.84倍。阳极室出水进入阴极室,研究了连续流好氧生物阴极废水处理效果。结果表明,COD的去除率随MFC运行时间的增加呈上升趋势,MFC稳定运行后,COD的去除率维持在60.1%～66%。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 连续流 生物阴极 污水处理 产电性能

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磷质量浓度对生物阴极微生物燃料电池脱氮产电的影响 被引量：2

8

作者 储朋朋 程建萍 +3 位作者 胡淑恒 郭靖 谢霄云 汪家权 《灌溉排水学报》 CSCD 北大核心 2020年第S01期40-45,共6页

【目的】研究磷对生物阴极微生物燃料电池脱氮的效果。【方法】在试验过程中,向4组反应器阴极液中添加不同质量浓度的磷酸钾,研究了生物阴极型微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)的脱氮产电性能。【结果】阴极液中添加的硝酸盐量... 【目的】研究磷对生物阴极微生物燃料电池脱氮的效果。【方法】在试验过程中,向4组反应器阴极液中添加不同质量浓度的磷酸钾,研究了生物阴极型微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)的脱氮产电性能。【结果】阴极液中添加的硝酸盐量固定为100mg/L,MFC阴极液中磷氮质量浓度比越大,MFC产电性能越差,脱氮效率越低。在添加85.68 m/L磷酸钾量条件下,即磷氮质量浓度比为1∶8条件下,MFC的最高输出电压达到0.42 V,最大功率密度为832.13 mW/m3,阴极硝酸盐去除率最大为87.86%。整个降解过程中总磷几乎没有变化,磷酸根质量浓度先减小后增大,磷酸根可能转化成其他形式的磷。【结论】不同磷氮质量浓度比对MFC生物阴极脱氮产电有一定的影响。 展开更多

关键词 生物阴极 MFC产电 硝酸盐 脱氮 磷酸钾质量浓度

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微藻型微生物燃料电池的研究进展 被引量：2

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作者 吴夏芫 周楚新 +1 位作者 支银芳 陈良勇 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期82-86,共5页

在石油资源日趋紧张以及环境恶化日趋严重的今天,微生物燃料电池(MFC)因其可同时实现污水处理和能源回收而受到广泛关注。微藻技术与MFC技术结合产生的微藻型MFC系统得到证实并随之兴起,其中尤以微藻生物阴极型MFC因可实现污水处理、零... 在石油资源日趋紧张以及环境恶化日趋严重的今天,微生物燃料电池(MFC)因其可同时实现污水处理和能源回收而受到广泛关注。微藻技术与MFC技术结合产生的微藻型MFC系统得到证实并随之兴起,其中尤以微藻生物阴极型MFC因可实现污水处理、零碳排放、CO2捕捉、太阳能捕获及电能、生物柴油、藻体残渣有价回收等多重功能,成为研究热点。文章根据其中微藻所起的不同作用将微藻型MFC系统分成三类,在参阅大量文献的基础上进行了全面综述,并由此对构建高效微藻生物阴极型MFC进行了探讨,提出了计算机辅助菌种选择技术等相关设想,最后对微藻型MFC的发展提出了展望。 展开更多

关键词 微藻 微生物燃料电池 生物阴极 生物能源

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微生物燃料电池回收废水中铬的研究进展

10

作者 兰梦迪 《广东化工》 CAS 2022年第9期101-104,共4页

近年来,随着矿山、冶金、电子、制革等行业的发展,工业废水的处理受到越来越多的关注。相对于工业废水中的其他污染物,工业废水中的重金属在经过适当的处理和回收后不仅能够减少对环境的污染,而且还可以带来经济效益。铬作为这些工业废... 近年来,随着矿山、冶金、电子、制革等行业的发展,工业废水的处理受到越来越多的关注。相对于工业废水中的其他污染物,工业废水中的重金属在经过适当的处理和回收后不仅能够减少对环境的污染,而且还可以带来经济效益。铬作为这些工业废水中产生的主要重金属,若不经过正确的处置将会对环境产生极大的危害。然而利用传统的方法回收工业废水中的铬仍存在一些局限性,如需要添加的化学试剂价格昂贵,处理后产生的污泥需要处理两次,设计工艺要求较高等。现在,生物电化学系统(Bioelectrochemical Systems,BES)正逐渐被用于从工业废水中回收铬。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)作为BES系统中的先进技术,由于其强大的可操作性和高回收率而具有较大的潜力。本文重点介绍了使用微生物燃料电池(MFCs)从工业废水中回收铬的技术。通过与传统技术的比较,评估了该技术在实际应用中的优势、局限性和发展前景,并研究了该技术的可持续性。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 废水 铬 生物电化学系统 生物阴极

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不同类型阴极微生物燃料电池产电性能的比较

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作者 印霞棐 刘维平 +3 位作者 吴玺 姜璐 袁霞静 王恩茹 《环境工程》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期36-39,共4页

微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,有机废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,阴极室分别接种驯化后的好氧生物污泥、厌氧生物污泥、含铜废水、FeCl3溶液,构建了双... 微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物新陈代谢作用将化学能转化为电能的装置。实验以石墨为电极材料,有机废水为阳极底物,以厌氧活性污泥为厌氧菌种,阴极室分别接种驯化后的好氧生物污泥、厌氧生物污泥、含铜废水、FeCl3溶液,构建了双室MFC并比较了4种MFC的产电性能。结果表明:连续流状态下,好氧生物阴极MFC产电性能略优于厌氧生物阴极MFC;间歇流好氧生物阴极MFC其最大电流密度是连续流好氧生物阴极MFC的1.38倍。间歇流状态下,FeCl3溶液为阴极液MFC产电性能略优于以含铜废水为阴极液的MFC。连续流状态下,以含铜废水为阴极液MFC产电性能远远高于连续流生物阴极MFC。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 生物阴极 含铜废水 FeCl3溶液 产电性能

原文传递

脱氮副球菌YF1微生物燃料电池生物阴极脱氮和产电 被引量：4

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作者 王清萍 刘培文 +1 位作者 翁秀兰 陈祖亮 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期3277-3282,共6页

以脱氮副球菌YF1构建纯种生物阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)进行脱氮和产电机理的研究。研究结果发现,阴极碳氮比、pH值对产电和脱氮效率有明显影响。当MFC的阴极运行条件pH值为8.0,碳氮比为20时,运行时间15 h时,脱氮率... 以脱氮副球菌YF1构建纯种生物阴极微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)进行脱氮和产电机理的研究。研究结果发现,阴极碳氮比、pH值对产电和脱氮效率有明显影响。当MFC的阴极运行条件pH值为8.0,碳氮比为20时,运行时间15 h时,脱氮率高达100%,输出电压为150 mV。上述结果表明,微生物燃料电池运行过程中,细菌降解硝酸根的机理为将硝酸根还原为N2或者直接将其作为自身的营养物质而利用。循环伏安(CV)与扫描电镜(SEM)的结果表明,在微生物燃料电池运行中,副球菌YF1通过接触导电作为产电的电子供体。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 纯种生物阴极 脱氮 副球菌YF1 产电

原文传递

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动 被引量：3

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作者 贾璐维 赵剑强 +2 位作者 胡博 赵慧敏 黄楠 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1831-1836,共6页

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工... 微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高p H,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 同步短程硝化反硝化 A/O生物脱氮工艺 生物阴极

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