微生物燃料電池（Microbial fuel cell,MFC）是一種利用電化學(xué)活性微生物（Electrochemical active bacteria,EAB）降解有機(jī)物并產(chǎn)生電能的技術(shù)。MFC體系運(yùn)行過程中有機(jī)底物的厭氧水解和產(chǎn)電過程會產(chǎn)生質(zhì)子（H⁺）,這些H⁺在陽極液中不斷積累會導(dǎo)致陽極酸化,嚴(yán)重限制EAB的生長和產(chǎn)電活性。目前,在MFC體系運(yùn)行過程中往往需要添加磷酸鹽緩沖劑（PBS）或碳酸氫鹽將陽極液pH值控制在中性到弱堿性范圍,但是外加緩沖劑不僅會大大增加MFC的運(yùn)行成本,還可能造成出水總磷和鹽度過高等問題,不適合大規(guī)模實際應(yīng)用。然而,非緩沖MFC體系（Buffer-less microbial fuel cell,BLMFC）運(yùn)行過程中陽極酸化問題無法避免,嚴(yán)重限制體系的產(chǎn)電性能。因此,如何緩解和消除BLMFC體系的陽極酸化是實現(xiàn)MFC實際應(yīng)用要解決的重要問題之一�；诖�,本文探討了不同底物BLMFC體系中陽極酸化情況及其對產(chǎn)電的影響。針對以乙酸鈉為底物的BLMFC體系,通過外加厭氧污泥強(qiáng)化無機(jī)碳（IC）積累的方式緩解陽極酸化問... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

MFC工作原理示意圖[21]

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-1AC空氣陰極結(jié)構(gòu)示意圖[67]Fig.2-1SchematicdiagramofanACair-cathode[67]2.2.2BLMFC的搭建如圖2-2，本實驗采用的裝置是典型的立方體單室空氣陰極BLMFC，腔室體積為28mL。陽極材料采用石墨氈(上海河森電氣有限公司，型號：HCP330N)，使用之前將其剪成圓片狀，直徑為3cm，為了去除表面污染物，將其依次置于1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液中浸泡6~8h，以大量去離子水沖洗后，于60oC下烘干備用。陰極采用上述制備的AC空氣陰極，陽極和陰極間距為4cm，并通過鈦絲連接500Ω的外部電阻。圖2-2BLMFC反應(yīng)器照片F(xiàn)ig.2-2ThephotographofBLMFCreactor2.2.3BLMFC的接種與運(yùn)行BLMFC的接種物是源自無錫市新區(qū)梅村污水處理廠的厭氧污泥，接種前將厭氧污泥清洗三次并過篩，以去除雜質(zhì)。向BLMFC加入5mL接種物和23mL的陽極電解液。陽極電解液由KCl(50mM)，NH4Cl(0.31g/L)，維生素溶液(5mL/L)，微量礦物質(zhì)(12.5mL/L)溶液以及有機(jī)底物(1g/L)組成，底物分別為甲酸鈉，乙酸鈉，丙酸鈉，草酸鈉，丁酸鈉和葡萄糖。每個實驗條件設(shè)三組平行裝置，在恒定溫度(30oC)下序批式運(yùn)行，輸出

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文10圖2-1AC空氣陰極結(jié)構(gòu)示意圖[67]Fig.2-1SchematicdiagramofanACair-cathode[67]2.2.2BLMFC的搭建如圖2-2，本實驗采用的裝置是典型的立方體單室空氣陰極BLMFC，腔室體積為28mL。陽極材料采用石墨氈(上海河森電氣有限公司，型號：HCP330N)，使用之前將其剪成圓片狀，直徑為3cm，為了去除表面污染物，將其依次置于1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液中浸泡6~8h，以大量去離子水沖洗后，于60oC下烘干備用。陰極采用上述制備的AC空氣陰極，陽極和陰極間距為4cm，并通過鈦絲連接500Ω的外部電阻。圖2-2BLMFC反應(yīng)器照片F(xiàn)ig.2-2ThephotographofBLMFCreactor2.2.3BLMFC的接種與運(yùn)行BLMFC的接種物是源自無錫市新區(qū)梅村污水處理廠的厭氧污泥，接種前將厭氧污泥清洗三次并過篩，以去除雜質(zhì)。向BLMFC加入5mL接種物和23mL的陽極電解液。陽極電解液由KCl(50mM)，NH4Cl(0.31g/L)，維生素溶液(5mL/L)，微量礦物質(zhì)(12.5mL/L)溶液以及有機(jī)底物(1g/L)組成，底物分別為甲酸鈉，乙酸鈉，丙酸鈉，草酸鈉，丁酸鈉和葡萄糖。每個實驗條件設(shè)三組平行裝置，在恒定溫度(30oC)下序批式運(yùn)行，輸出

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]中國環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)增長的實證研究[J]. 韓旭.  中國人口·資源與環(huán)境. 2010(04)
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[7]燃料電池的開發(fā)及展望[J]. 熊一權(quán).  節(jié)能與環(huán)保. 2003(03)
[8]草酸鹽厭氧降解途徑及其反應(yīng)條件[J]. 于楊,沈頤身,葉樹峰.  過程工程學(xué)報. 2001(01)



本文編號：2989791