微生物燃料电池处理污染废水的研究进展

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不同运行方式对微生物燃料电池处理氨氮废水的影响

2016年第35卷第5期 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS·1549·化工进展不同运行方式对微生物燃料电池处理氨氮废水的影响赵慧敏1,2，赵剑强1（1长安大学环境科学与工程学院，陕西西安 710054；2菏泽学院化学化工系，山东菏泽 274015）摘要：微生物燃料电池（MFC ）是一种既能去除污染物又能产电的新型污水处理技术，由于其具有利用生物转化能量的节能优势，MFC 废水脱氮处理技术引起了更多的关注。

本实验在启动MFC 的同步硝化与反硝化（SND ）后，首先研究了通路与断路条件对MFC 产电脱氮的影响，结果表明：断路时有利于硝化反应的发生，氨氮去除率有最大值95.17%；而通路更有利于COD 和总氮的去除，表明氮的去除主要依靠阴极接受电子进行。

随后分析了曝气阶段+停曝阶段运行方式对MFC 产电和脱氮的影响，结果显示：曝气8.5h （DO 为4.0mg/L ）后停止曝气，停曝阶段为11.5h ，DO 逐渐降低到2.0mg/L ，输出电压由无曝气运行的31mV 提高到120mV 左右，氨氮去除率最高达到86.42%、总氮去除负荷由无曝气运行的0.064g/(L·d)升高到0.46g/(L·d)。

说明曝气阶段+停曝阶段运行方式既能有效提高MFC 脱氮产电性能又可以减少维持高浓度DO 的能量输入。

关键词：微生物燃料电池；同步硝化与反硝化；溶解氧；总氮去除；曝气中图分类号：X 703 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）05–1549–06 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.05.043Influence of different operation modes on ammonia nitrogen wastewatertreatment of microbial fuel cellZHAO Huimin 1,2，ZHAO Jianqiang 1（1School of Environmental Science and Engineering ，Chang’an University ，Xi’an 710054，Shaanxi ，China ；2Departmentof Chemistry and Chemical Engineering ，Heze University ，Heze 274015，Shandong ，China ）Abstract ：Microbial fuel cell （MFC ）is an innovative wastewater treatment technique for pollution remove and energy generation. Nitrogen removal using MFC is of great interest owing to the potential benefits of bioenergy production. In this study ，simultaneous nitrification and denitrification in the cathode of MFC was investigated. The performance of MFC was influenced by operating methods. The experimental results demonstrated that maximum ammonia nitrogen removal rate was 95.17% under the condition of open circuit ，which indicated that the open circuit is beneficial to nitrification while the closed circuit is more advantageous to COD and nitrogen removal ，which showed that nitrogen removal depended mainly on accepting electron at cathode. The influence and mechanism of dissolved oxygen （DO ） on the performance of nitrogen removal and electricity generation were investigated. The aeration-unaeration process was operated. The aeration lasted 8.5h at the beginning of the whole 20h experiment. The DO was gradually reduced from 4.0mg/L （aeration ） to 2.0mg/L （unaeration ）. The results demonstrated that compared with the operation without aeration ，the output voltage significantly increased from 31mV to 120mV and total nitrogen removal rate increased from 0.064g/(L·d) to 0.46g/(L·d). The ammonia nitrogen removal rate was 86.42%. This suggested that the染控制工程研究。

微生物燃料电池(1)全解

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2 .加入其他催化剂
Qiao等报道了用碳纳米管/ 聚苯胺(CNT/ PANI)作为MFC 阳极。 Kargi 等用铜和铜- 金导线来代替石墨电极作为MFC 的阳极,结果发现,随着阳极表面积的增大,产生的电流和功率也随之增大。 Rosenbaum等研究了用碳化钨作为微生物燃料电池的阳极,获得了不错的效果,其电化学活性和化学稳定性作为微生物燃料电池的阳极是适合的。

具有产电与废弃物处置的双重功效。微生物燃料电池代表了当今最前沿的废弃物资源化利用方向之一，其研究受到了学术界的极大关注，有望成为未来有机废弃物能源化处置的支柱性技术。
发展历史

1.早在1910年，英国植物学家马克·比特首次发现了细菌的培养液能够产生电流，于是，他用铂做电极，把它放进大肠杆菌和普通酵母菌培养液里，成功制造出了世界第一个微生物燃料电池； 2.1984年，美国制造了一种能在外太空使用的微生物燃料电池，它的燃料为宇航员的尿液和活细菌，不过它的放电率极低； 3.1991 年开始出现使用微生物燃料电池处理生活污水的范例，然而，直到最近几年用MFC处理生活污水得到的电池功率才有所增强； 4.近几年, MFC的研究已经成为治理和消除环境污染源, 开发新型能源研究工作者的关注热点。
阳极材料

阳极担负着微生物附着并传递电子的作用，可以说是决定 MFC产电能力的重要因素，同时也是研究微生物产电机理与电子传递机理的重要的辅助工具。现在，MFC阳极是微生物附着的主要场所，其量的多少直接目前对阳极的研究主要是关系到产电能力的大小，其必要条件是具有高导电率、高对导电材料的改性比表面积、高孔隙率、廉价易造且可回收等。主要是以碳为主要材料，包括碳纸、碳布、石墨棒、碳毡、泡沫石墨加入其他的催化剂以及碳纤维刷。

微生物燃料电池净化处理污水技术的研究进展

Ｌ的污水处理，ＭＦＣ的处理效率比好痒厌氧法都要高，且几乎不产生剩余污泥。
１．２ＭＦＣ的工作原理
ＭＦＣ中含阳极室和阴极室两个部分，各极室的反应机理不同，处理的污水种类也不同。
１．２．１阳极室处理原理
阳极室是利用阳极室溶液中混合菌群的厌氧呼吸作用来降解污染物，一般为厌氧环境，其电极材料一般为碳类导电材料。有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子，电子依靠合适的电子传递介体在生物组分和阳极之间进行有效传递，而微生物则利用投加到阳极室的污水中的营养物质进行新陈代谢和繁殖。
中逐步放能，产能时间较持续，且原料来源广泛。在吴晶对ＭＦＣ处理效能的研究中，比较了ＭＦＣ与传统好氧／厌氧处理法在不同的ＣＯＤ浓度下的处理效果，发现ＭＦＣ对于高浓度ＣＯＤ的污水有较好的适应性，如对６０００ｍｇ／
第３期
余佩芳：微生物燃料电池净化处理污水技术 பைடு நூலகம்研究进展
・３７・
液中添加氧化还原类介体（一般为染料类物质），燃料在电解液中被氧化，再通过介体运载电子到电极上，而无介
体的直接ＭＦＣ则是使微生物附着在电极上，燃料在电池上被氧化将电子传递到阳极上。根据反应器结构，ＭＦＣ可分为双室ＭＦＣ和单室ＭＦＣ。双室ＭＦＣ即膜将电池分为阴极区和阳极区，可抑制阴极阳极的物质互相扩散从而提高电池的效率，但同时也增加了质子扩散的阻力，提高了电池的成本。而单室ＭＦＣ即阴极阳极处于同一区间，减少了质子扩散的阻力，但是阴极阳极电解液会相互扩散，降低了电池的库伦效率。

微生物燃料电池在污水处理方面的应用研究进展

用领域正在不断地增大
。
１ＭＦｓ工作原理Ｃ的
利用微生物的作用进行能量转换（如碳水化合物
水处理领域实现这两大目标提供了可能。微生物燃
料电池（Ｃ）ＭＦｓ是一种特殊的燃料电池，以微生物它
作为催化剂，直接将燃料中的化学能转化为电
作生物催化剂，以在常温常压下进行能量转换ｊ可。
从电化学的角度讲，生物燃料电池工作原理与传统微
用有机污染物为燃料时，电池就能在发电的同时降解污染物，达到经济和环境的双赢【ｊｌ，这为有机废Ｉ
水的资源化提供了新思路，具有重大的实际意义。
气或其它能作为燃料的物质通人燃料电池发电。
从２０世纪６０年代后期到７０年代，直接生物燃料电
】。
３研究进展
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３１微生物的改进．
微生物是ＭＦｓ的关键，Ｃ以往的研究主要集中在对电化学活性菌的分离和鉴定上。已见报道的
典型菌属（见表１ ¨。）
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表１已鉴定的微生物燃料电池内代表性菌属
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图１ＭＦｓ能过程示意图Ｃ产
２微生物燃料电池的发展及其分类
１１９，国植物学家Ｐｔｒ酵母和大肠杆１年英ｏｔ用ｅ

微生物燃料电池的现状与研究

当代化工研究Modem Chemical Research6行业动态2021 ・ 07微生物燃料电池的现状与研究*孙琦铭赵明轩陈誉昕庞颖陈志威(东北大学秦皇岛分校河北066004)摘要：微生物燃料电池的发展仍处于瓶颈期，但其能实现同步污水处理和电能回收的功能，具有良好的发展前景。

微生物燃料电池 (Microbial Fuel Cells, MFCs)的主要机理是通过利用产电微生物氧化污水中的有机物，将存储在有机物中的化学能不经过其他能源形式直接转化为电能，而且该反应生成的产物无汚染。

其中，准确构建MFC 系统，在降低成本的同时有效并重污染物去除和产电效能提升，是进一步探索微生物燃料电池领域的关键。

文章重点对不同类型的燃料电池如海水微生物燃料电池、植物复合型微生物燃料电池进行分析，通过对比不同类型的电池性能，对其可实践性进行评估。

最后，强调了微生物燃料电池(MFC)技术与应用的现状，并指出了微生物燃料电池的发展前景。

关键词：微生物燃料电池；植物；纳米铁；厨余垃圾；重金属污染中图分类号：TM 文献标识码：APresent Situation and Research of Microbial Fuel CellSun Qiming, Zhao Mingxuan, Chen Yuxin, Pang Ying, Chen Zhiwei (Qinhuangdao Branch, Northeastern University, Hebei, 066004)Abstract z The development of microbial Juel cell is still in the bottleneck period, but it can realize the junctions of s imultaneous sewage treatment and electric energy recovery, and has a good development p rospect. The main mechanism of m icrobial J uel cells (MFCs) is that the organic matter in sewage is oxidized by electricity-producing microorganisms, and the chemical energy stored in the organic matter is directly converted into electric energy -without other energy forms, and the products produced by this reaction are pollution-free. Among them, the key to further explore the f ield of m icrobial J uel cells is to accurately construct MFC system, effectively remove pollutants and improve power generation efficiency while reducing costs. This paper f ocuses on the analysis of d ifferent types offitel cells, such as seawater microbial J uel cells and p lant composite microbial Juel cells, and evaluates their p racticality by comparing the p erformance of d ifferent types of c ells. Finally, the p resent situation of m icrobial f iiel cell (MFC) technology and application "was emphasized, and the development p rospect of M FC was p ointed outKey words z microbial J uel cell ； plants nanometer iron^ kitchen waste ； heavy metal p ollution阳极区域的微生物群体通过降解沉积物中的有机物质产生电子并传递给阳极，电子再通过外电路传递给阴极，与阴极区域可以接触氧气，电子与其附近的氧气相结合，构成完整的氧化还原反应，从而完成化学能向电能的转化⑷。

微生物燃料电池

微生物燃料电池摘要：微生物燃料电池的研究集中于产电细菌、电极材料和电池反应器构型等方面,同时,微生物燃料电池在废水处理、生物修复等方面具有广阔的应用前景。

本文介绍了微生物燃料电池的原理、影响微生物燃料电池的因素及近几年微生物燃料电池在环境污染治理中的研究进展。

关键词：微生物燃料电池双室质子交换膜微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell, MFC）是利用微生物的催化作用将废弃物中碳水化合物的化学能转化为电能的一种装置[1]。

MFC 是一种清洁能源，符合循环经济、清洁生产和可持续发展的要求。

随着微生物、电化学及材料等学科的发展，MFC 的结构和性能不断改善[2]，逐步向环境领域扩展。

MFC的构造在双室[3]的基础上出现了单室[4]及升流式MFC[5]，底物由单一小分子有机物，如醋酸钠[3]、葡萄糖[4]，转向大分子混合有机物，如氯酚废水[6]、秸秆废水[7]、啤酒废水[8]等。

本文对MFC的工作原理、构造态进行了讨论，对提高MFC性能的途径和方法进行了整合。

1MFC工作原理及结构1.1MFC工作原理微生物燃料电池以附着于阳极的微生物作为催化剂,降解有机物(葡萄糖、乳酸盐和醋酸盐等) 产生电子和质子。

产生的电子传递到阳极,经外电路到达阴极,由此产生外电流;产生的质子通过分隔材料(质子交换膜(PEM) 或盐桥) 或直接通过电解液到达阴极,在阴极与电子、氧化物(铁氰化钾、氧气等) 发生还原反应,从而完成电池内部电荷的传递[9]。

而MFC另外一个重要的过程就是电子的转移(图1)[10]。

目前学术界普遍接受的观点有三种：（1）细胞膜：该机理认为，生长在电极表面的细菌只有将细胞膜接触到电极的表面，代谢过程产生的电子才能通过细胞膜中的细胞色素传导到电极上[11]。

有机物在细菌体内代谢，通过同化作用生成细胞体，异化作用生成CO2，释放的电子通过细胞色素传导到电极表面。

直接电子转移需要微生物拥有膜连接电子运输蛋白质中间体，这种中间体能够将电子从细胞内部转移到外部，进而达到固态电子受体表面。

关于微生物燃料电池底物的研究进展

研究者们才广泛关注微生物燃料电池的实际应用价
值。
现电子质子和电子受体结合产生水Ｊ。在两室装置中，阳极和阴极用离子选择性膜隔开，只允许质子从阳极运到阴极，阻止氧向阳极扩散。在单室装置
中，阴极直接暴露在空气中。这是两种主要的微生物燃料电池的设计方案。
微生物燃料电池是近年来出现的一种非常有潜力的能源技术。在微生物燃料电池中，生物与电微极通过电路中的电子相互作用ｊ。微生物燃料电
盐。对不同的污染物的处理我们也做了讨论。
２微生物燃料电池的设计和操作
行性。人们研究了许多物质，以考察其是否能作为微生物电能转化的底物。这些物质包括人工的和天然废物，以及木质纤维
素生物质。尽管现在微生物燃料电池提供的电流和功率较低，但是随着技术的发展和对微生物燃料电池系统的深入了解，微生物燃料电池转化的电流和电力将极大增加，从而向世人提供了一种可以将纤维素生物质和废水直接转化为有用能源的有效方法。本文介绍了迄今为止在微生物燃料电池中用到的各种反应底物，并对它们的应用效率和存在的不足进行了分析。关键词：生物燃料电池；微酶底物；直接能量转换；废水处理
氨基酸和生物资源
２１，４３：Ｏ～５００３（）２２
ＡｍｉｏＡｃｎｉｄｓ＆Ｂ￡Ｒｅｏｒｅｓｕｃｓ
关于微生物燃料电池底物的研究进展

微生物燃料电池

新型化学电源生物燃料电池及其发展前景摘要：微生物燃料电池是以微生物为催化剂，通过降解有机物将化学能转化成电能的一种新型发电装置。

它能够利用废弃物和生活垃圾等生物资源进行发电，还能有效地处理废水，并能从实际的可生物降解的有机物中生物制氢，为有效获取氢能开辟了新途径，在环境保护和新能源开发等领域具有广阔的应用前景，因此成为上述领域当前的研发新热点1.生物燃料电池简介1.1、生物燃料电池定义所谓的生物燃料电池(Biofuel cell)，就是按照燃料电池的原理，利用生物质能将有机物(如糖类等)中的化学能直接转化成电能的一种电化学装置。

1.2、生物燃料电池分类目前有人将生物燃料电池分为间接型和直接型两种。

在间接型生物燃料电池中，由水的厌氧酵母或光解作用产生氢等电活性成分，然后在通常的氢- 氧燃料电池的阳极上被氧化。

在直接型生物燃料电池中，有一种氧化还原蛋白质作为电子由基质直接转移到电极的中间物根据电池中使用的催化剂种类，可将生物燃料电池分为微生物燃料电池和酶燃料电池两种类型。

1.3、两种生物燃料电池工作过程简介典型的微生物燃料电池由阳极室和阴极室组成，质子交换膜将两室分隔开。

它的基本工作原理可分为四步：(1) 在微生物的作用下，燃料发生氧化反应，同时释放出电子；(2) 介体捕获电子并将其运送至阳极；；(3) 电子经外电路抵达阴极，质子通过质子交换膜由阳极室进入阴极室；(4) 氧气在阴极接收电子，发生还原反应。

酶燃料电池：葡萄糖在葡萄糖氧化酶和辅酶的作用下失去电子被氧化成葡萄糖酸，电子由介体运送至阳极，再经外电路到阴极。

双氧水得到电子，并在微过氧化酶的作用下还原成水。

2 MFC 的工作原理典型的微生物燃料电池（M F C ）微生物燃料电池工作原理图由阴极区和阳极区组成，两区域之间由质子交换膜分隔。

MFC 的工作原理是：在阳极表面，水溶液或污泥中的有机物，如葡萄糖、醋酸、多糖和其他可降解的有机物等在阳极微生物的作用下，产生二氧化碳、质子和电子。

集成电路业废水处理技术研究进展

集成电路业废水处理技术研究进展集成电路业废水处理技术研究进展随着信息技术的迅猛发展，集成电路产业在全球范围内得到了广泛应用。

然而，集成电路生产过程中不可避免地产生了大量的废水，其中含有各种有机物和无机物，对环境造成了严重的污染。

因此，集成电路业废水处理技术的研究和创新变得非常重要。

本文将介绍目前集成电路业废水处理技术的研究进展。

一、传统处理技术1. 化学沉淀法化学沉淀法是目前常用的废水处理技术之一。

它通过添加沉淀剂，将废水中的有机物和无机物沉淀成固体颗粒，从而实现净化目的。

然而，这种方法对于一些难降解的有机物质和重金属离子处理效果不佳，并且产生的沉淀物还需要进一步处理。

2. 活性炭吸附法活性炭吸附法是一种有效的废水处理技术。

活性炭具有很大的比表面积，可以吸附废水中的有机物和一些重金属离子。

然而，活性炭的吸附容量有限，需要定期更换或再生，增加了运行成本，并且再生过程中容易产生二次污染。

3. 膜分离技术膜分离技术包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等多种方法。

膜的孔径大小可以根据废水中的污染物大小来选择，从而实现对污染物的分离。

膜分离技术具有高效、无二次污染等优点，但膜的成本较高，易受到污染物的污染和腐蚀的影响。

二、新技术研究进展1. 光催化技术光催化技术是一种利用光催化剂在光照条件下对污染物进行氧化降解的技术。

近年来，光催化技术在集成电路废水处理中得到了广泛研究。

常用的光催化剂包括二氧化钛、二氧化锌等。

通过光催化剂的激发，会产生一系列活性物种，例如氢氧自由基和羟基自由基，这些活性物种可以氧化降解废水中的有机物。

光催化技术具有高效、无二次污染、可自洁净化等特点，但其应用还存在一些挑战，如光催化剂的光吸收度不高、催化剂的稳定性和寿命等问题。

2. 电化学技术电化学技术是利用电化学反应来降解废水中的污染物。

常用的电化学技术包括电解技术、电吸附技术和电化学氧化技术等。

在电解技术中，废水被电解成阳极和阴极两部分，阳极上的氧化反应能够氧化降解有机物，而阴极上的还原反应能够去除无机物和重金属离子。

微生物燃料电池在废水处理中的研究进展

微生物燃料电池在废水处理中的研究进展微生物燃料电池在废水处理中的研究进展引言：废水处理一直是环保领域亟待解决的问题之一。

随着全球环境污染的日益严重，寻找高效、经济、环保的废水处理方法成为了当务之急。

作为一种新型的废水处理技术，微生物燃料电池慢慢显示出其巨大的潜力。

本文将对微生物燃料电池在废水处理中的研究进展进行综述，以期能够对废水处理领域的研究人员提供借鉴和启发。

第一部分：微生物燃料电池概述微生物燃料电池是一种利用微生物代谢产生的电子来发电的技术。

其基本结构由阳极、阴极和电解质组成。

通过微生物代谢将有机物氧化为电子，这些电子经过外部电路流向阴极反应物，反应产生的电子和阳离子结合形成水。

微生物燃料电池既是一种新型的可再生能源，同时也是一种废水处理技术。

第二部分：微生物燃料电池在废水处理中的应用微生物燃料电池在废水处理中的应用主要有以下几个方面： 1. 有机废水处理：微生物燃料电池可以利用废水中的有机物质作为电子提供者，通过菌种的代谢过程将有机物质氧化为电子，从而实现废水的净化。

研究表明，在厌氧条件下，微生物燃料电池能够高效地降解有机废水，将其转化为CO2和水，达到净化废水的目的。

2. 氨氮废水处理：氨氮是一种常见的污染物，它对水体生态环境和人类健康都有很大的危害。

传统的氨氮废水处理方法比较复杂且耗能，而微生物燃料电池通过菌种的活动将氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐，进而降解为氮气排放，实现了废水的高效处理。

3. 重金属废水处理：重金属是一类常见的废水污染物，对环境和生物体都有很大的毒性。

微生物燃料电池通过电化学反应的手段将重金属离子还原为对环境无害的金属沉淀物，有效地去除了重金属污染。

第三部分：微生物燃料电池的优势和挑战微生物燃料电池在废水处理中具有以下优势：1. 高效能源转化：微生物燃料电池可以将有机物质高效地转化为电能，实现能源的转化和回收利用。

2. 环保低碳：与传统的废水处理方法相比，微生物燃料电池可以减少能源消耗和废物排放，具有环保低碳的特点。

微生物燃料电池

微生物燃料电池的研究现状和进展摘要：微生物燃料电池(microbial full cells，MFCs）是利用微生物作为反应主体，将燃料(有机物质)的化学能直接转化为电能的一种装置。

本文从微生物燃料电池的定义、产电机理以及应用的细菌和产电方式等方面对微生物燃料电池全面阐述，并对当前的研究的热点做了总结及展望。

关键词：微生物燃料电池产电微生物微生物燃料电池(microbial full cells，MFCs）是利用微生物作为反应主体，将燃料(有机物质)的化学能直接转化为电能的一种装置。

利用MFC不仅可以直接将水中或者污泥中的有机物降解,而且同时可以将有机物在微生物代谢过程中产生的电子转化成电流,从而获得电能。

因此，微生物燃料电池是一种清洁的能源，具有极大的应用前景，目前，微生物燃料电池的研究刚起步，有待于更进一步深入研究。

1、微生物燃料电池的原理图1显示的是典型的双室微生物燃料电池的示意图，阴极和阳极室被质子交换膜分开，微生物在阳极室生长，阳极室没有氧气，缺乏电子受体，微生物通过向阳极室的电极传送电子，并向溶液中释放质子，电子通过外电路达到阴极室的电极上，质子通过质子交换膜到达阴极，阴极室里充满溶解氧，电子、质子和氧气反应形成水。

在这一过程中，形成了完整的电流回路，产生的电子通过外电路，连接负载，产生能量[1]。

图1以上是介绍了典型的双室微生物燃料电池的基本原理，在微生物燃料电池的发展过程，分为单室微生物燃料电池和双室微生物燃料电池，都是基于这样基本原理。

2、微生物燃料电池中的产电微生物种类在微生物燃料电池中，微生物是重要的一部分，已报道的产电微生物有沼泽红假单胞菌（Rhodopseudomonas palustris）、人苍白杆菌（Ochrobactrum anthropi）、铁还原红育菌（Rhodofoferax ferrireducens）、嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophilia）、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、希万氏菌（Shewanella putrefactions）、S. Oneidensis、硫还原地杆菌（Geobacter sulfurreducens）、金属还原地杆菌（G.metallireducens）、Geopsychrobacter electrodiphilus、丙酸硫叶菌（Desulfoblbus propionicus）、丁酸梭菌（Clostridium butyricum）、拜氏梭菌（Clostridium beijerinckii）和Geothrix fermentan等[2]。

微生物燃料电池在污水处理中的应用

微生物燃料电池在污水处理中的应用微生物燃料电池在污水处理中的应用1. 引言随着城市化进程的加快，城市人口的急剧增长，废水排放量也在逐年上升。

传统的废水处理方法存在着处理成本高、能源消耗大、污泥产生多等问题。

为了寻找一种更加经济、高效同时又可持续的废水处理技术，微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，简称MFCs）应运而生。

本文将探讨微生物燃料电池在污水处理中的应用及其优势。

2. 微生物燃料电池的原理微生物燃料电池是一种能将有机物转化为电能的设备。

它通过利用微生物的代谢过程，将有机物废水中的化学能转化为电能。

微生物燃料电池通常由阳极和阴极两部分组成。

阳极是放置微生物（通常是细菌或真菌）的电极，而阴极则是与阳极相连的电极。

当废水通过阳极时，微生物在阳极上发生氧化反应，释放出电子，然后电子通过外部电路流向阴极，与阴极上的氧气发生还原反应，进而产生电流。

3. 微生物燃料电池在污水处理中的应用3.1 优势微生物燃料电池在污水处理中具有以下优势：（1）能源转化效率高：微生物燃料电池能够将有机物废水中的能量转化为电能，相比传统的废水处理方法，更加高效。

（2）减少能源消耗：微生物燃料电池在处理废水的同时产生电能，可以供给污水处理厂的自身运行需求，从而减少外部电力供给，降低能源消耗。

（3）减少污泥产生：传统废水处理方法通常会产生大量的污泥，而微生物燃料电池则能够将废水中的有机质直接转化为电能，减少了污泥产生，从而降低了后续的处理成本。

（4）操作简单：相比传统方法，微生物燃料电池的操作相对较简单，无需复杂的设备和操作过程。

3.2 应用场景（1）污水处理厂：将微生物燃料电池应用于污水处理厂，能够提高废水处理的效率，减少能源消耗，降低后续处理成本，并且同时产生电能供给自身运行。

（2）农村地区：在一些没有接通电网的农村地区，微生物燃料电池可以作为一种独立供电系统，利用废水中的有机质提供电能，满足农村居民的基本用电需求。

微生物燃料电池技术最新研究进展

ｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｗｉｄｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｏｓｔｐｒｅｖａｌｅｎｔｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｆｕｅｌｃｅｌｌｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｐｒｏ
第３５卷
第２期（总第２０３期）２０１３年３月
三
峡
环
境
与
生
态
Ｖｏ１．３５Ｎｏ．２（Ｓｕｍ．Ｎｏ．２０３）
Ｍａｒ．２０１３
ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＥｃｏｌｏｇｙｉｎｔｈｅＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓ
ＬＩＵＨｕｉｐｅｎｇ，ＺＨｏＵＳｈｕｎｇｕｉ。。ＮＩＪｉｎｒｅｎ。
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ（Ｂｅｉｊｉｎｇ），Ｂｅｉ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ
２．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｃｏ — ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＳｏｉｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６５０，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ；

废水生物处理技术及其研究进展

好氧生物处理技术是一种常用的水产养殖废水生物处理技术，其主要原理是通过好氧微生物的氧化作用将废水中的有机物分解为无机物。该技术的特点是在处理过程中需要不断供氧，常用的曝气池、生物滤池等均为好氧生物处理设施。好氧生物处理技术的适用范围较广，特别适用于处理含有较高有机物浓度的废水。然而，该技术也存在一定的局限性，如需要大量能耗、对氨氮等营养物的处理效果不佳等。
厌氧生物处理技术是一种在无氧条件下利用厌氧微生物将废水中的有机物转化为无机物的方法。该技术的特点是在处理过程中不需要额外供氧，同时可产生甲烷等可回收能源。常用的设施包括厌氧反应器、污泥床等。厌氧生物处理技术的适用范围较窄，主要适用于处理低有机物浓度的废水。然而，该技术的局限性在于对氧气含量和水质变化较为敏感，同时需要解决废水中氨氮等营养物的处理问题。
参考内容二
随着水产养殖业的快速发展，水产养殖废水处理成为一个亟待解决的问题。生物处理技术作为水产养殖废水处理的重要手段之一，近年来越来越受到。本次演示将对水产养殖废水生物处理技术的研究现状、技术细节、研究成果和未来发展趋势进行综述。
关键词：水产养殖、废水处理、生物处理技术、研究进展
近年来，水产养殖业的发展取得了显著成就，但随之而来的废水处理问题也日益凸显。生物处理技术作为水产养殖废水处理的主要手段之一，具有节能、环保、可持续等优点，在近年来得到了广泛的研究和应用。
1、深入探讨废水生物处理过程中微生物群落结构、功能和降解机制，为优化微生物生长环境和反应器设计提供理论依据；
2、研究新型废水生物处理技术的机理和性能，解决传统处理技术中存在的问题，提高处理效率；
3、研究废水生物处理过程中剩余污泥的减量化、资源化技术，降低对环境的负面影响；

微生物燃料电池处理污染废水的研究进展

合肥２００；．徽建筑工业学院材料与化学工程学院，３０９２安安徽
３合ＩＴ业大学资源与环境工程学院，徽．Ｉ￣Ｅ安
摘要微生物燃料电池（Ｃ在处理污染废水的同时还能产生电能，ＭＦ）成为环境和能源领域的研究热点之一。结合典型ＭＦＣ
ｔｒｅｃａｅｓ（ｎｄｈｍｂｒｃｔｏｅｃａｅｎｄｌｈｍｂｒｒｎｒｄｃｄｉｅａｌｔｅｐｉｃｐｅｏａｈｈｅｈｍｂｒａｏｅｃａｅ，ａｈｄｈｍｂｒａｄｍｉｄｅｃａｅ）ａｅｉｔｏｕｅｎｄｔｉｈｒｎｉｌｆｅｃ，ｃａｅｏｒａｉｇｗａｔｔｒａｄｒｃｎｅｅｒｈｐｏｒｓｒｏａｅｎｎｌｚｄＴｈｘｓｉｇｐｏｌｍｓａｄｈｍｂｒｆｒｔｅｔｓｅｗａｅｎｅｅｔｒｓａｃｒｇｅｓａｅｃｍｐｒｄａｄａａｙｅ．ｅｅｉｔｒｂｅｎｎｎ
ｌｍｉｉｇｆｃｏｓｏｆＭＦＣｏｒｉｓｐｒｃｉａｔｌｚｔｏｒｓｕｓｄ，ｓｗｅｌａｈｅｐｓｂｅａｐｒｃｅｒｒｐｅ．ｉｔｎａｔｒｆｔａｔｃｌｕｉａｉｎａｅｄｉｃｓｅａｌｓｔｏｓｉｌｐｏａｈｓａｅｐｏｏｓｄｉＫｅｗｏｄｍｉｒｂｉｌｒｅｅｌａｏｄｈａｂｒ；ｃｔｄｅｃａｂｅ；ｍｉｄｌｈａｂｅ；ｗａｔｗａｅｒａｔｅｙｒｓ：ｃｏａｕ１ｃｌ；ｎｅｃｍｅａｈｏｈｍｒｄｅｃｍｒｓｅｔｒｔｅｍｎｔ

利用微生物清洁废水并产生能源的技术研究

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微生物燃料电池技术及其在废水处理上的应用

科技研究农家参谋-207-NONG JIA CAN MOU微生物燃料电池技术及其在废水处理上的应用陈偲袁程鹏（中国农业大学，北京，100193）微生物燃料电池技术(MFC)作为一种新型能源利用技术，因其环保、经济、可再生等性质发展迅速。

文章介绍了MFC 技术的基本原理、构造和特点，概述了MFC 技术在废水处理上的最新应用，并分析了该技术的发展限制因素，并在此基础上展望了该技术的前景。

1 MFC 的基本构造及基本原理MFC 以微生物作生物催化剂，利用有机物在常温常压下进行能量转换。

微生物燃料电池的主要构造分为阳极室和阴极室，质子交换膜将两室隔开。

阳极室常用的材料为不同构型的碳基材料，如石墨片、石墨颗粒等，该材料导电性高，经济易得，具有生物相容性，但内阻较大导致产电率低[2]。

阴极室的材料一般包括生物阴极、电解液阴极，对于单室微生物燃料电池，常是省略阴极，直接以空气作为气相反应室，以氧气为其中的氧化剂，但是氧气反应速率慢，需要额外添加催化剂如铂。

质子交换膜属于阳离子交换膜的一种，其作用在于分隔阴极室和阳极室并且实现质子的迁移。

MFC 的离子交换膜有很多种，如双极膜、超滤膜，以及新型的膜分割材料如磺化聚醚醚酮膜，聚偏二氟乙烯膜，黏土多孔膜等[4]。

但是质子交换膜的导电性高，阻抗低，应用更为广泛。

在阳极室厌氧环境下，有机物在微生物作用下分解并释放出电子和质子。

电子在细胞内转移到细胞膜，由细胞膜转移到阳极表面后，再通过外电路传递到阴极形成电流。

质子通过质子交换膜传递到阴极，氧化剂（一般为氧气）在阴极得到电子被还原与质子结合成水。

MFC 通常作为封闭系统设备运行，其中阳极室保持在厌氧条件下。

这是为了促进具有电子转移能力的专性厌氧细菌的生长，如地杆菌。

到目前为止，已确定具有参与电子传递能力的细菌燃料来源包括废水、海洋底泥、淡水底泥、土壤和活性污泥等。

MFC 运行的效率取决于基质降解的速率，其理论上的电动势依赖于吉布斯自由能的总体反应，由特定阳极基体与阴极氧化剂的标准还原电位之差计算得出。

分散式生活污水处理技术的研究进展

第50卷第'期2021年'月应用化工Appeoed ChemocaeOndusteyVoe.50No.1Jan.2021分散式生活污水处理技术的研究进展张轩，宋小三％王三反％张少博（兰州交通大学环境与市政工程学院寒旱地区水资源利用教育部工程中心，甘肃兰州730070）摘要：阐述了分散式污水处理的概念，总结了近年来已研究应用的分散式污水处理技术（厌氧生物处理、好氧生物处理、自然生物处理）。

着重介绍了几种新兴的分散式污水处理技术，包括溢流式电化学膜生物反应器（EMBR）、微生物燃料电池与生物法集合等技术，不仅可以有效去除废水中的污染物,还可以大大降低膜的结垢程度&最后,对未来分散式污水处理技术的研究方向做以展望与总结&关键词:分散式生活污水$膜生物反应器;污水处理技术中图分类号:TQ023$X703$TU992.3文献标识码:A文章编号：1671-3206（2021）01-0155-04Research progress of decentralized domesticsewage treatment technologyZHANG Xuan,S0NG Xiao-san,WANG San-fan,ZHANG Shao-bo (Enginee/ng Center of Water Resources U/Oafon MinisWg of Education in ColU and Dough-Areas,School of Environmen/t and Municipal Enginee/ng,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou730070,China)Abstract:The concept of decentralized sewage treatment is expounded,and the decentralized sewage treatment Gchnomgy(anaerobic biological treatment, aerobic biological treatment,natural biological treatment)thathasbeen studoed and app oed on eecentyeaesossummaeoeed.Hogh oghted seeeea(emeegongde-centralized wastewater treatment/chnologivs,Cicluding oyvClow/ectochemical membrane bioreactor (EMBR),microbial fue1celt and biological method coOection Gchnology,which can not only e1ect//y remove pOlutants in wastewater,but also great/reduce the scale of the membrane.Findly,the future research direction of decentralized sewage treatment/chnomgy is prospected and summa/zed-Key words:decentralized domestic sewage;membrane bioreactor;sewage treatment Gchnomgy根据世卫组织的调查报告，全球数10亿人没有适当的家庭废水处理系统，水污染导致传染病的蔓延,每年造成数以万计的儿童因饮用被污染的水而死亡⑴。

微生物燃料电池在重金属离子废水处理中的研究进展

微生物燃料电池在重金属离子废水处理中的研究进展石锐;庞恬婷;聂扬;李倩;李娜;赵宏【摘要】In recent years, one of the interesting focused in research of Microbial fuel cells ( MFC) was producing electricity using domestic sewage in the anode as fuels, while treating industrial wastewater with heavy metal ions in the cathode over abiotic or microbial catalysts. MFCs were devices that use exoelectrogenic bacteria as catalysts to oxidize organic and inorganic matter and generate current. The current progress of MFC on the application of direct wastewater treatment in the cathode with heavy metal ions included was addressed, especially for Cu (Ⅱ) , Cr ( VI ) , Ag (Ⅰ) , Hg(Ⅱ) , Fe(Ⅲ) , Mn(Ⅵ) , U(Ⅳ).%微生物燃料电池( MFC)中阳极处理生活污水，阴极处理工业废水中的金属离子成为近年来研究重点之一。

本文综合了近年来的MFC应用微生物阳极与非生物或微生物阴极有机结合处理含重金属离子的工业废水的研究进展，重点讨论了Cu(Ⅱ)、 Cr( VI)、Ag(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅵ)、U(Ⅳ)等离子的处理，并就MFC阴极处理金属离子的现状及应用前景进行了分析和讨论。

微生物电解池原理及其在废水处理中的研究进展

微生物电解池原理及其在废水处理中的研究进展高凯拓;华立锋;陶丽杰;顾国平;朱铭;顾亚萍;徐向阳【摘要】微生物电解池是一种利用电极表面的氧化还原反应,通过电极与微生物间电子强化微生物代谢的技术.这项创新技术逐渐被国内外研究者们所关注,并被用于废水处理及高效产氢方向.本论文主要论述了微生物电解池电极微生物及电子传递机理以及其在废水处理领域的研究进展,并展望了其在该领域的发展方向.【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2016(030)004【总页数】4页(P1-4)【关键词】微生物电解池;原理;废水处理;研究进展【作者】高凯拓;华立锋;陶丽杰;顾国平;朱铭;顾亚萍;徐向阳【作者单位】中国联合工程公司,浙江杭州310052;浙江大学,浙江杭州310058;中国联合工程公司,浙江杭州310052;中国联合工程公司,浙江杭州310052;浙江菲达环保科技股份有限公司,浙江绍兴311800;中国联合工程公司,浙江杭州310052;中国联合工程公司,浙江杭州310052;浙江大学,浙江杭州310058【正文语种】中文【中图分类】X703生物电化学系统（Bioelectrochemical system，BES）最早起源于Potter （1911）发现大肠杆菌代谢产生电流，但在此后的一个多世纪里因产电效能低而不被人们所关注。

近几十年来，能源短缺问题日益加剧，环境污染问题凸显，在这样的背景下生物电化学系统在研究领域重获生机，相关报道的研究文献数量呈爆发型增长。

根据外电路是否外加直流电源，一般可将生物电化学系统分为微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）和微生物电解池（Microbial Electrolysis Cell，MEC），。

此外在工业生产领域，微生物脱盐池（Microbial De-salination Cell，MDS）以及微生物电合成（Microbial Electrosynthesis，MES）也逐渐被研究者关注。