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人工湿地微生物燃料电池阳极预制及应用研究

Biofilm Prefabrication and the Applications in Constructed Wetland Microbial Fuel Cells

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人工湿地微生物燃料电池(CW-MFCs)能实现有机废水处理和电能回收,输出功率密度和污染物去除效率是衡量其性能的关键指标.目前,燃料电池阳极挂膜慢、启动周期长等问题制约了其输出功率和污染物去除效果.该研究包括两方面内容:其一是以阳极生物膜为研究对象,探究了生物膜预制对微生物燃料电池产电性能的影响;其二是预制生物阳极构建微生物燃料电池,耦合人工湿地原理,组建CW-MFCs系统,应用于餐厨垃圾压缩水处理.结果表明:在恒压电化学选择压力下,阳极电化学活性菌可加速富集.恒压0.2 V预制6d的阳极在电化学阻抗谱测试、输出电压、最大功率密度方面均优于对照组,恒压预制6d的阳极可实现MFCs的迅速启动,且该预制阳极对应的MFCs的峰值电压以及最大功率密度分别是对照组的1.21倍和1.25倍.基于预制阳极构建的CW-MFCs系统应用于餐厨垃圾压缩水处理,水力停留时间为48h时,出水化学需氧量、氨氮以及悬浮物的去除率可分别达到64.4％、50.8％和86.4％,系统最大输出功率密度为48.40 mW/m2.

沈伟航、杨梦颖、李楠、曹俊、叶脉、扈华庚

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广东省环境科学研究院,广东 广州 510045

广东惜福环保科技有限公司,广东 广州 510530

人工微生物燃料电池 生物阳极预制 餐厨垃圾压缩水净化

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XMLX-20200325001XMHT-2021-ZG-KY067

2022

10.19672/j.cnki.1003-6504.1648.21.338

环境科学与技术
湖北省环境科学研究院

环境科学与技术

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.943
ISSN：1003-6504
年,卷(期)：2022.45(2)
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