MFC耦合A2-O工藝產(chǎn)電及污水處理性能研究.pdf

1、微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)是利用污水中的有機(jī)物產(chǎn)生電能的新型生物處理技術(shù)。為了使該技術(shù)能成功的應(yīng)用于實(shí)際的污水處理中，達(dá)到在處理生活污水的同時(shí)產(chǎn)生電能的目的，本文設(shè)計(jì)了一種MFC耦合A2/O工藝的反應(yīng)器，探索該耦合系統(tǒng)的啟動(dòng)情況和工藝參數(shù)的優(yōu)化，并且考察其對實(shí)際生活污水的處理效果和產(chǎn)電能力。
　　經(jīng)過37天的馴化培養(yǎng)，耦合系統(tǒng)成功啟動(dòng)。穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)達(dá)到的最大平均輸出電壓為574mV，電池內(nèi)阻為3

2、81Ω，獲得的最大功率密度為0.0396 W·m-3。對污水的處理效果顯著，對COD的去除率達(dá)到92.9％，對氨氮去除率達(dá)到72.1％，NO2-N和NO3-N的積累量分別為4.41mg·L-1和16.41mg·L-1。
　　為了提高系統(tǒng)的產(chǎn)電性能和污水處理效率，考察不同的C/N對系統(tǒng)的產(chǎn)電電壓和污水處理效果的影響，C/N為4.2時(shí)可以取得最高的輸出電壓550mV，對COD去除率也最高，為96.1％-97.1％，但是對氨氮的去除率幾

3、乎沒有影響。C/N為6時(shí)出水NO2-N和NO3-N的含量最小，分別為9.35mg·L-1和2.31mg·L-1，TN的去除率達(dá)到最大的57.9％。結(jié)果表明，C/N為4.2時(shí)耦合系統(tǒng)能達(dá)到最佳性能。
　　HRT的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)表明，HRT越長輸出電壓越小，而COD和NH3-N的去除率越大，到20h以后COD的去除率基本不變，達(dá)到最大的98％，氨氮去除率達(dá)到90％以上。HRT為20h時(shí)出水NO3-N的積累量最小為10mg·L-1左右，對TN

4、的去除率最高為72.3％。綜合產(chǎn)電電壓和污水處理效果，在HRT為18h時(shí)耦合系統(tǒng)達(dá)到最佳性能。
　　考察了MFC耦合A2/O系統(tǒng)通入實(shí)際生活污水后的產(chǎn)電性能和污水處理效果。在第21天達(dá)到469mV的最大電壓，此時(shí)的系統(tǒng)內(nèi)阻為337Ω，獲得的最大功率密度為0.0310 W·m-3。耦合系統(tǒng)對實(shí)際污水的COD去除率最大為88.6％，對TN的去除率最大為78.5％，說明耦合系統(tǒng)對實(shí)際污水的處理效果顯著，同時(shí)產(chǎn)電性能比較可觀。