CW-MFC耦合系统的研究进展

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作者 邓邦骏 邱进 +4 位作者 邱俊 钟生 陈兴华 黄学平 胡良 《河南化工》 CAS 2024年第4期21-28,共8页

简述了CW-MFC的基本构造及工作原理,综述了湿地植物、电极材料、微生物、基质及隔离层等组成因素对CW-MFC系统性能的影响。总结了在不同操作条件下对CW-MFC系统运行的影响。最后分析了当前CW-MFC系统存在的问题,讨论了该技术未来的发展... 简述了CW-MFC的基本构造及工作原理,综述了湿地植物、电极材料、微生物、基质及隔离层等组成因素对CW-MFC系统性能的影响。总结了在不同操作条件下对CW-MFC系统运行的影响。最后分析了当前CW-MFC系统存在的问题,讨论了该技术未来的发展前景与方向。 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 废水处理 产电 微生物 电极材料

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不同构型人工湿地-微生物燃料电池对废水中对氯苯酚的净化效果及产电性能的影响 被引量：2

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作者 杨佩汶 林毅 +3 位作者 林华 肖玲 甘淑萍 王义安 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期507-516,共10页

构建了堆叠构型(CW-MFC-A)、多级构型(CW-MFC-B)和模块化构型(CW-MFC-C)的中试人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC),且探究了不同构型CW-MFC在不同对氯苯酚(4-CP)浓度(0、20、40和60 mg·L^(-1))下对废水的净化效果、产电性能和李氏禾... 构建了堆叠构型(CW-MFC-A)、多级构型(CW-MFC-B)和模块化构型(CW-MFC-C)的中试人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC),且探究了不同构型CW-MFC在不同对氯苯酚(4-CP)浓度(0、20、40和60 mg·L^(-1))下对废水的净化效果、产电性能和李氏禾生理生化响应的影响。结果表明,CW-MFC-A、CW-MFC-B和CW-MFC-C在40 mg·L^(-1)4-CP下具有最好的废水净化效果,在60 mg·L^(-1)4-CP下具有最高的产电性能,CW-MFC-C比CW-MFC-A和CW-MFC-B具有更好的4-CP去除效果(66.15%)、更高的产电电压(249.0 mV)和功率密度(96.9 mW·m^(-3))。3种构型CW-MFC内李氏禾的生理生化响应指标均随4-CP胁迫浓度增加而变差。同时,CW-MFC-C在对应更高产电性能的4-CP浓度下(60 mg·L^(-1)),其李氏禾株高和生物量分别为45.30 cm和0.237 g·株-1,其叶片的可溶性蛋白含量、叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量、气孔导度(Cleaf)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和胞间CO_(2)浓度(CO_(2)In)分别为6.81 g·L^(-1)、3.67 mg·g^(-1)、0.24μmol·L^(-1)、0.02 mol·(m^(2)·s)^(-1)、1.20μmol·(m^(2)·s)^(-1)、0.40 mmol·(m^(2)·s)^(-1)和852.24 mg·m^(-3),其受4-CP胁迫影响程度均小于CW-MFC-A和CW-MFC-B。以上所构建的模块化构型CW-MFC可为治理4-CP废水提供参考。 展开更多

关键词 构型 人工湿地-微生物燃料电池 对氯苯酚 废水净化 产电性能 李氏禾

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植物对人工湿地-微生物燃料电池耦合系统去污及产电性能的影响 被引量：6

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作者 王洋洋 赵金辉 +3 位作者 顾佳华 蒋浩然 王臻 赵涵 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期65-68,共4页

介绍了人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)的分类,湿地植物对去除污染物和产电性能的有利影响和不利影响,以及CW-MFC植物的选择,并提出了进一步研究的方向。

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 湿地植物 去除污染物性能 产电性能

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人工湿地-微生物燃料电池性能优化研究进展 被引量：4

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作者 陈婧 秦歌 +3 位作者 余仁栋 孙雪强 冷欣 安树青 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期25-31,共7页

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)在提高传统人工湿地污染物去除能力的同时,还具有绿色产电的优势。在介绍CW-MFC工作机理的基础上梳理了该技术自诞生以来在污水处理和发电性能优化方面的研究历程。着重论述了系统的构造因子(... 人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)在提高传统人工湿地污染物去除能力的同时,还具有绿色产电的优势。在介绍CW-MFC工作机理的基础上梳理了该技术自诞生以来在污水处理和发电性能优化方面的研究历程。着重论述了系统的构造因子(电极材料及配置、分隔层、基质、植物、微生物)和运行条件(污水性质、有机负荷、水力停留时间、溶解氧、温度)的选择,指出该系统需要提高其氧化还原梯度,营造适合产电微生物扩繁的环境。在污染物处理方面该系统表现出较大的潜力,但其处理机理及后续生态风险防控还需深入研究。在未来应用阶段,可通过电化学手段进一步提高污染物去除效果,同时,利用自产电开发监测水质状况的生物传感器有着巨大的发展前景。 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 构造因子 运行条件 污水处理 产电

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人工湿地微生物燃料电池处理海水淡化浓盐水研究进展

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作者 张宇 王琳 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第12期64-68,共5页

综述了人工湿地耦合微生物燃料电池(CW-MFC)处理浓盐水的研究现状,分析了植物、微生物、电极、基质及运行环境等对CW-MFC处理效果的影响,总结了CW-MFC处理海水淡化浓盐水当前存在的问题,并对未来的研究方向进行了展望。

关键词 人工湿地微生物燃料电池 海水淡化浓盐水 污染物去除 产电

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人工湿地-微生物燃料电池处理废水的研究进展

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作者 杨菁 骆辉 +6 位作者 蔡冰鑫 掌文浩 王惠腾 秦腾 杨明宇 荆肇乾 何宝杰 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2157-2164,共8页

介绍了人工湿地-微生物燃料电池系统的脱氮原理、净化多类废水(含铬废水、含酚废水、高盐度废水、抗生素废水及含氮废水等)的效能,总结利用人工湿地-微生物燃料电池的方法处理这几种废水的研究现状,并分析了影响人工湿地-微生物燃料电... 介绍了人工湿地-微生物燃料电池系统的脱氮原理、净化多类废水(含铬废水、含酚废水、高盐度废水、抗生素废水及含氮废水等)的效能,总结利用人工湿地-微生物燃料电池的方法处理这几种废水的研究现状,并分析了影响人工湿地-微生物燃料电池处理效率的因素(水力停留时间、湿地植物与微生物、电极和温度等),最后分析其产电特征以期为人工湿地-微生物燃料电池系统在处理废水的应用中提供参考。 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 高盐废水 影响因素 产电 微生物

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人工湿地-微生物燃料电池耦合系统对农药处理效能的研究 被引量：2

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作者 姜松鹤 朴文华 金明姬 《四川大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第6期129-136,共8页

本文构建了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统处理以阿特拉津为代表的农药,以了解该系统的农药处理效能及处理机理.结果显示,该系统对阿特拉津具有较好的处理性能.当阿特拉津浓度小于4mg/L时,系统的处理性能稳定保持在85%以上;当阿特拉... 本文构建了人工湿地-微生物燃料电池耦合系统处理以阿特拉津为代表的农药,以了解该系统的农药处理效能及处理机理.结果显示,该系统对阿特拉津具有较好的处理性能.当阿特拉津浓度小于4mg/L时,系统的处理性能稳定保持在85%以上;当阿特拉津浓度为4mg/L时,系统产电性能最优,此时,系统输出平均日电压,最大功率密度及电流密度分别为284.4mV、19.64mW/m^(3)及46.09mA/m^(3).农药对系统微生物多样性的影响显著,而对微生物基因功能的影响不显著,对系统菌属的影响小于电场.系统优势菌门有变形菌门,优势电化学活性菌门有拟杆菌门和厚壁菌门;而降解农药优势菌门有放线菌门,优势菌纲有Alphaproteobacteria与Actinobacteria,优势菌属有Christensenellaceae_R-7_group. 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池耦合系统 农药 处理性能 产电性能 微生物群落

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人工湿地微生物燃料电池对典型PPCPs的去除研究 被引量：1

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作者 秦歌 张轩波 +3 位作者 余仁栋 陈婧 冷欣 安树青 《湿地科学与管理》 2021年第4期8-11,17,共5页

医药品和个人护理品(PPCPs)是一类生物蓄积性强且难降解的化学物质,并能够随着自然界的物质循环不断迁移和转化,侵入自然水体并对动物和人类健康造成潜在威胁。以布洛芬(IBP)和双氯芬酸(DCF)为典型的PPCPs,探究CW-MFC装置对PPCPs的去除... 医药品和个人护理品(PPCPs)是一类生物蓄积性强且难降解的化学物质,并能够随着自然界的物质循环不断迁移和转化,侵入自然水体并对动物和人类健康造成潜在威胁。以布洛芬(IBP)和双氯芬酸(DCF)为典型的PPCPs,探究CW-MFC装置对PPCPs的去除效果,并以葡萄糖(Glu)、蔗糖(Suc)、醋酸钠(Sa)3种不同有机物作为碳源与PPCPs进行共代谢处理。结果表明:稳定运行的CWMFC装置对IBP和DCF的去除率分别为95.02%和86.41%。IBP的添加对污水处理效能没有明显影响,而DCF对系统的净化效果起到了一定阻碍作用。共基质种类的不同对IBP和DCF的去除有影响,Sa和Suc由于其被微生物利用的难易程度的不同,对PPCPs和COD的去除都有不利的影响,以Glu作为碳源时,污染物的去除效果最佳。 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 PPCPS 布洛芬 双氯酚酸

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CW-MFC中的电子流及对废水处理的强化作用 被引量：1

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作者 袁玉杰 赵亚乾 +2 位作者 付晶淼 Olivia Addo-Bankas 卫婷 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2021年第16期27-34,共8页

人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统中电子转移的过程极其复杂,对电极之间电子的转移、微生物与电极的相互作用等还存在诸多研究空间。综述了电活性人工湿地中电子流的形成、影响因素及电子流驱动下的污水处理实践,讨论了电子流... 人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统中电子转移的过程极其复杂,对电极之间电子的转移、微生物与电极的相互作用等还存在诸多研究空间。综述了电活性人工湿地中电子流的形成、影响因素及电子流驱动下的污水处理实践,讨论了电子流对污染物去除的强化作用。指出CW-MFC对废水处理的强化作用主要是由于厌氧区的电子转移,污染物的降解与电活性人工湿地的氧化还原条件密切相关,电极间距、位置、材料及内外电阻均对系统性能有一定的影响,微生物菌群也有可能参与电子转移机制。最后对电活性人工湿地未来的研究方向进行了展望,提出应在电子回收、质子传递和微生物与电极的相互作用等方面进行深入研究。 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池 电子流 废水处理

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直接产电型垂直流人工湿地微污染水源水处理试验研究 被引量：13

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作者 夏世斌 潘蓉 +3 位作者 张宁 黄发明 代西 吴振斌 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期105-109,共5页

基于生物电化学原理,首次构建直接产电型垂直流人工湿地新装置,进行微污染水源水处理试验,考察其污水净化效果和生物产电特性。结果表明:1)新装置外接电阻为6 000Ω时,能达到777mV的最大输出电压,最大功率密度为8.05mW/m2;2)微污染水源... 基于生物电化学原理,首次构建直接产电型垂直流人工湿地新装置,进行微污染水源水处理试验,考察其污水净化效果和生物产电特性。结果表明:1)新装置外接电阻为6 000Ω时,能达到777mV的最大输出电压,最大功率密度为8.05mW/m2;2)微污染水源水净化效果好,尤其有较强的脱氮能力,当进水TN平均3.3mg/L,TN去除率最高达到97.35%,平均达到70%;3)试验期间人工湿地植物生长正常。 展开更多

关键词 垂直流人工湿地 微生物燃料电池 微污染水源水 脱氮 产电

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填料对电极氨氧化型CW-MFC耦合系统运行性能的影响

11

作者 范洪勇 王华伟 +3 位作者 潘玲阳 储刚 孙英杰 王振 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期5833-5844,共12页

在基于电极氨氧化作用的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统中设置阳极层,探究了阳极层中不同种类填料对系统运行性能及其微生物学特征的影响.结果表明,利用电极氨氧化型CW-MFC处理生活污水时,阳极层中填料的理化特性可显著影响... 在基于电极氨氧化作用的人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统中设置阳极层,探究了阳极层中不同种类填料对系统运行性能及其微生物学特征的影响.结果表明,利用电极氨氧化型CW-MFC处理生活污水时,阳极层中填料的理化特性可显著影响电活性氨氧化生物膜中的微生物群落结构及功能微生物数量,进而会造成装置脱氮产电性能的差异.相较于石英砂和沸石,当选用废砖块作为阳极层填料时,其较大的比表面积、较高的EC值及Fe含量提高了参与电极氨氧化反应的功能微生物(尤其是Nitrosomonas、Geobacter、Empodebacter和Candidutus Brocadia)的丰度及活性,CW-MFC中的电极氨氧化作用随之得以强化,其运行性能亦较理想,此时系统的COD、TP、TN和NH_(4)^(+)-N去除率分别可达(87.29±2.06)%、(92.52±3.20)%、(87.10±2.27)%和(96.49±0.76)%,其输出功率密度峰值为0.60W/m^(3),出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准. 展开更多

关键词 人工湿地-微生物燃料电池(CW-MFC) 填料 电极氨氧化 生物电化学 脱氮

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人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水 被引量：8

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作者 吴玥 董军 +3 位作者 李文德 王云 秦传玉 李燕 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1292-1298,共7页

采用人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水,考察了啤酒生产废水中不同COD浓度条件下(475、1 968、5 640 mg·L-1)人工湿地型微生物燃料电池对COD和氨氮的去除效果,评估了在此过程中微生物燃料电池的产电性能。研究表明,当COD... 采用人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水,考察了啤酒生产废水中不同COD浓度条件下(475、1 968、5 640 mg·L-1)人工湿地型微生物燃料电池对COD和氨氮的去除效果,评估了在此过程中微生物燃料电池的产电性能。研究表明,当COD浓度为1 968 mg·L-1时,人工湿地型微生物燃料电池对COD的去除率最高,达到93.5%;氨氮去除率随COD起始的增加而增加,当进水浓度为5 640 mg·L-1时,氨氮去除率达到70.8%。对产电性能而言,当进水COD浓度为1 968 mg·L-1时,人工湿地型微生物燃料电池产电量最高,其最大电压、功率密度和电流密度分别达到280 mV、24.2 mW·m-2和220 mA·m-2。利用人工湿地型微生物燃料电池处理啤酒生产废水具有一定的可行性,在处理污染物的同时产电,弥补了处理过程中的能源消耗,对废物资源化具有很好的应用前景。 展开更多

关键词 工业废水处理 人工湿地微生物燃料电池 啤酒生产废水

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不同基质碳源下人工湿地微生物燃料电池的电化学性能及微生物群落结构 被引量：5

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作者 王义安 张学洪 +2 位作者 郑君健 张媛媛 林华 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期3696-3706,共11页

通过设计一种下流式人工湿地微生物燃料电池(CW-MFC)系统,研究了以葡萄糖(S.G.)和乙酸钠(S.S.)为基质碳源时系统的电化学性能及其微生物群落结构,揭示了该系统在不同基质碳源下的产电特性。结果表明,S.S.发电电压可达483 mV,最大功率密... 通过设计一种下流式人工湿地微生物燃料电池(CW-MFC)系统,研究了以葡萄糖(S.G.)和乙酸钠(S.S.)为基质碳源时系统的电化学性能及其微生物群落结构,揭示了该系统在不同基质碳源下的产电特性。结果表明,S.S.发电电压可达483 mV,最大功率密度为48.14 mW·m^(-2),优于S.G.(42.61 mW·m^(-2))。S.S.对水体COD的去除率比S.G.(70.1%)高出5%。电化学性能表征结果表明,S.S.比S.G.具有更快的电子转移能力,S.S.的电荷转移电阻(45.2Ω)小于S.G.(197Ω)。与S.G.相比,在S.S.中发现Clostridium_sensu_stricto_1(梭状芽胞杆菌)和Pseudomonas(假单胞菌)丰度的降低,Acinetobacter(不动杆菌)、Acetobacteroides(类醋酸杆菌)、Lactococcus(乳球菌)和Geobacter(地杆菌)丰度的升高。此外,结合FAPROTAX预测结果可知,与发电有关细菌的相对丰度在S.S.中高于S.G.。以上研究结果证明了乙酸钠可作为CW-MFC基质碳源的潜力,同时本研究设计的下流式CWMFC系统有助于为后续污染水体的治理提供参考。 展开更多

关键词 下流式 人工湿地微生物燃料电池 电化学性能 微生物群落

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