影响AFB-MFC同步脱氮除硫性能因素的研究 被引量：4

1

作者 陈婷婷 肖蓉蓉 +1 位作者 施金豆 杨平 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期85-89,117,共6页

厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)用于处理含氮、硫的废水,其运行效能受到多种因素的影响,研究该反应器运行参数极为重要。利用人工配制的含氮、硫的有机废水作为原水,研究了AFB-MFC同步脱氮除硫产电性能影响因素。结果表明:随着有机... 厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)用于处理含氮、硫的废水,其运行效能受到多种因素的影响,研究该反应器运行参数极为重要。利用人工配制的含氮、硫的有机废水作为原水,研究了AFB-MFC同步脱氮除硫产电性能影响因素。结果表明:随着有机物浓度的降低,NH4+-N、SO42-去除率下降,且变化趋势一致,有机物浓度低产电量减少;AFB-MFC对低碳硫废水(COD/SO42-)的耐受限值约为0.56,说明AFB-MFC对低碳硫比废水有很好的适应性;氨氮负荷的增加导致COD与氨氮的去除率下降,产电量下降,但SO42-的去除率仍稳定保持在80%以上;缩短水力停留时间(HRT)COD的去除率下降,SO42-的去除率大幅提高,而NH4+-N的去除效率出现先提高后下降的趋势。当HRT=12 h时,同步脱氮除硫的效果最好,NH4+-N和SO42-的最高去除率分别达到25.71%和93.07%。研究结果为该微生物燃料电池用于处理含硫氮废水的最佳操作条件提供了依据。 展开更多

关键词 厌氧流化床微生物燃料电池 脱氮 除硫 厌氧氨氧化 水力停留时间

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同步产电及废水处理AFB-MFC电极研究 被引量：2

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作者 黄健盛 杨平 郭勇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期195-200,共6页

为了考察电极因素对微生物燃料电池产电及废水处理性能的影响,设计了一种新型厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)。研究了不同阴极电极材料,阴极与阳极面积以及阴极底边与阴极室底部距离对AFB-MFC产电及废水处理性能的影响。所有实验在... 为了考察电极因素对微生物燃料电池产电及废水处理性能的影响,设计了一种新型厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)。研究了不同阴极电极材料,阴极与阳极面积以及阴极底边与阴极室底部距离对AFB-MFC产电及废水处理性能的影响。所有实验在阴极室曝气量为16～24L/h、回流量为10.7L/h、进水流量为0.6L/h、外电阻为250Ω以及进水COD浓度为3000.98～3789.44mg/L下进行。结果表明,在尺寸大小均为15.0cm×3.5cm的碳纸、铜板、铝板、镀锌铁板及铁板中,使用碳纸作阴极电极时AFB-MFC产电性能最好;阴极底边与阴极室底部的最佳距离为17.3～20.3cm;使用面积为308.8、232.0、160.0和76.8cm2的碳纸作阳极电极及面积为241.5、210.0、175.0和105.0cm2碳纸作阴极时,阳极及阴极最佳面积分别为160.0和210.0cm2。AFB-MFC系统最佳运行条件下COD的去除率维持在约80.00%。放大型AFB-MFC系统有利于今后工程实际应用。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 厌氧流化床 产电 废水处理 阴极 阳极

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AFB-MFC系统有机基质降解及产电模型

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作者 黄健盛 杨平 郭勇 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期169-173,共5页

为了探明厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)产电及有机基质降解之间的关系,基于AFB-MFC阳极系统物料平衡和微生物的增长建立了有机基质降解数学模型,并基于进水流量、外电阻及有机基质浓度建立了产电模型,通过AFB-MFC系统处理高浓度有... 为了探明厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)产电及有机基质降解之间的关系,基于AFB-MFC阳极系统物料平衡和微生物的增长建立了有机基质降解数学模型,并基于进水流量、外电阻及有机基质浓度建立了产电模型,通过AFB-MFC系统处理高浓度有机废水试验对有机基质降解模型和产电模型进行了验证。AFB-MFC系统有机基质降解动力学模型为q=0.607S/(398.82+S),产电模型为:U=96485S/8*Q·[6×10-6S-0.0133]·Rex。 展开更多

关键词 厌氧流化床 微生物燃料电池 产电 有机基质 降解

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中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池产电特性

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作者 朱楼 宋杨凡 +5 位作者 王猛 施睿鹏 厉彦民 陈鸿伟 刘卓 魏翔 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期2991-3001,共11页

为进一步提升微生物燃料电池(MFC)的电化学性能,设计并搭建了一个中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池(CPCFB-MFC),通过设计多组实验工况研究了脉冲液流频率和幅值、颗粒循环速率及气体流量对CPCFB-MFC产电及污水处理特性的影响... 为进一步提升微生物燃料电池(MFC)的电化学性能,设计并搭建了一个中心脉冲气-液-固循环流化床微生物燃料电池(CPCFB-MFC),通过设计多组实验工况研究了脉冲液流频率和幅值、颗粒循环速率及气体流量对CPCFB-MFC产电及污水处理特性的影响。在中心液流脉冲频率为0.25 Hz、脉冲幅值为0.08 m/s、颗粒循环速率为3.3 kg/(m^(2)·s)、气体流量为2 L/min条件下,CPCFB-MFC的输出电压达到最高(为649.2 mV),此时污水处理时间最短(为77 h)。通过对比不同工况的污水处理效率和综合能耗,证明了在反应器内采用脉冲液流和气-液-固循环运行方式能进一步提升MFC的综合性能。这项工作对推动微生物燃料电池技术的产业化具有重要意义。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 循环流化床 脉冲液流 产电 污水处理 活性炭

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MFC聚苯胺碳纳米管阳极电化学法制备及其性能 被引量：12

5

作者 郑聪聪 郭庆杰 +1 位作者 王许云 孔维芳 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1599-1606,共8页

引言 经济的高速可持续发展,迫切需要新能源和可再生能源的研究和开发。而微生物燃料电池（MFC）是利用电化学方法将微生物代谢能转化为电能的一种新型能源技术[1]。虽然MFC功率密度和输出电压近年来有了很大提高,但和普通氢燃料电池相... 引言 经济的高速可持续发展,迫切需要新能源和可再生能源的研究和开发。而微生物燃料电池（MFC）是利用电化学方法将微生物代谢能转化为电能的一种新型能源技术[1]。虽然MFC功率密度和输出电压近年来有了很大提高,但和普通氢燃料电池相比,MFC的库仑效率和输出功率都较低, 展开更多

关键词 流化床 微生物燃料电池 电化学沉积法 阳极修饰 多壁碳纳米管

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厌氧流化床单室无膜微生物燃料电池性能研究 被引量：5

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作者 赵书菊 岳学海 +2 位作者 郭庆杰 王许云 侯良玉 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期700-704,共5页

在内径40mm、高600mm的液固厌氧流化床空气阴极单室无膜微生物燃料电池(MFC)中,分别以污水和椰壳活性炭为液相和固相,采用间歇运行方式,考察了接种厌氧污泥条件下流化状态和流化床反应器阴极位置对电池产电性能的影响.实验结果表明,活... 在内径40mm、高600mm的液固厌氧流化床空气阴极单室无膜微生物燃料电池(MFC)中,分别以污水和椰壳活性炭为液相和固相,采用间歇运行方式,考察了接种厌氧污泥条件下流化状态和流化床反应器阴极位置对电池产电性能的影响.实验结果表明,活性炭床层处于流化状态下,电池最大输出功率随污水流速增加逐渐增加至450mW.m-2,但流速进一步增加则最大输出电功率则逐步减小;而电池欧姆内阻随污水流速增加先减小后增加.另外,实验考察了阴极位置对电池产电性能的影响.结果表明,高于分布板300mm处的阴极有较好的产电性能. 展开更多

关键词 厌氧流化床无膜微生物燃料电池 流化床 阴极 内阻 功率密度

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厌氧流化床微生物燃料电池空气阴极研究 被引量：4

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作者 岳学海 孔维芳 +1 位作者 王许云 郭庆杰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期352-356,共5页

流化床微生物燃料电池(AFBMFC)的阴极导电性和催化剂性能是影响微生物燃料电池产电性能的重要因素。本文首先在阴极负载少量银研究其对AFBMFC产电性能的影响。其次,制备四种铂钴合金催化剂,考察了催化剂对AFBMFC产电性能的影响。研究表... 流化床微生物燃料电池(AFBMFC)的阴极导电性和催化剂性能是影响微生物燃料电池产电性能的重要因素。本文首先在阴极负载少量银研究其对AFBMFC产电性能的影响。其次,制备四种铂钴合金催化剂,考察了催化剂对AFBMFC产电性能的影响。研究表明,阴极碳基层负载少量的银可以显著改善AFBMFC的产电性能,银负载量为0.7 mg.cm-2时AFBMFC最大输出电压和输出功率密度分别为纯碳基层阴极的154%和330%。600℃比950℃制备的PtCo合金催化剂有较好的催化性能,在保证催化剂总量不变的情况下,铂用量为原来的50%,AFBMFC产电性能仍有较大幅度的提高。 展开更多

关键词 流化床 微生物燃料电池 阴极 催化剂

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不同介体厌氧流化床微生物燃料电池产电特性研究 被引量：8

8

作者 孔维芳 郭庆杰 王许云 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期858-863,共6页

在空气阴极、单室、无膜液固厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,分别以亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)及铁氰化钾为电子介体,考察电子介体的种类和浓度对厌氧流化床微生物燃料电池产电性能的影响。实验结... 在空气阴极、单室、无膜液固厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,分别以亚甲基蓝(MB)、中性红(NR)及铁氰化钾为电子介体,考察电子介体的种类和浓度对厌氧流化床微生物燃料电池产电性能的影响。实验结果表明,亚甲基蓝可以提高AFBMFC产电量,但增加幅度较小;添加铁氰化钾后,电池正负极逆转,且产电量减小,使用这两种介体产电性能均不理想。添加中性红后,MFC的内阻显著降低。以1.7 mmol·L-1中性红为电子介体时获得最大输出电压650 mV,最大输出功率密度330 mW·m-2,COD去除率为91%。对于厌氧流化床微生物燃料电池而言,中性红是一种较为理想的电子介体。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 电子介体 中性红 亚甲基蓝 铁氰化钾

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厌氧流化床微生物燃料电池同步除碳脱氮产电性能影响因素 被引量：6

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作者 黄健盛 杨平 +2 位作者 杨长军 穆世江 穆斌 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期28-34,共7页

研究了厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)除碳脱氮产电性能的影响因素。结果表明:(1)AFB-MFC对NH4+-N的去除不起作用。电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。(2)不添加NO3--N时,在满足AFB-MFC脱氮所需的电子供体条件下增加进水... 研究了厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)除碳脱氮产电性能的影响因素。结果表明:(1)AFB-MFC对NH4+-N的去除不起作用。电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。(2)不添加NO3--N时,在满足AFB-MFC脱氮所需的电子供体条件下增加进水COD/TN有利于AFB-MFC产电。(3)3种无机氮共存下,AFB-MFC在进水有机碳与无机氮质量比(C/N)不低于1.37时,对COD、NO2--N和NO3--N具有理想的去除效果。AFB-MFB在一定进水C/N范围内(1.37～2.50),能得到稳定的输出电压及功率密度。(4)固定进水C/N时,AFB-MFC在高碳氮负荷下仍能得到较理想的NO2--N、NO3--N、COD去除效果,AFB-MFC对NH4+-N去除效果不明显;增加碳氮负荷,AFB-MFC输出电压及功率密度没有明显的改变。(5)有机基质浓度不变下,AFB-MFC中充足的电子供体可保证较高的NO3--N、COD去除率。AFB-MFC输出电压及功率密度随着时间延长而先增加至稳定值后下降。 展开更多

关键词 厌氧流化床微生物燃料电池 除碳 脱氮 产电 电子供体

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流化床微生物燃料电池基质降解动力学研究 被引量：1

10

作者 王振 刘新民 郭庆杰 《环境科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第S1期29-32,56,共5页

研究了在30℃左右条件下,流化床微生物燃料电池(FBMFC)处理有机废水的基质降解动力学。在空气阴极、单室、无膜液固流化床微生物燃料电池中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,通过实验考察不同水力停留时间的污水COD变化。选取Monod模型... 研究了在30℃左右条件下,流化床微生物燃料电池(FBMFC)处理有机废水的基质降解动力学。在空气阴极、单室、无膜液固流化床微生物燃料电池中,以污水和椰壳活性炭为液相和固相,通过实验考察不同水力停留时间的污水COD变化。选取Monod模型和简单动力学模型,通过合理的假设推导出流化床微生物燃料电池处理模拟有机废水时的基质降解动力学模型。将实验数据代入到理论推导得到的动力学模型中,进行线性拟合和对比分析,得到Monod模型和一级反应动力学模型表达式。结果表明流化床微生物燃料电池基质降解为一级反应;Monod模型表达式为:t/s0-st=4.769 7/st+15.885,一级动力学模型为:lnCA=-0.025 32t+8.109 15,理论推导模型与实验数据具有较好的吻合性。 展开更多

关键词 流化床 微生物燃料电池 有机废水 MONOD方程 一级动力学方程

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厌氧流化床微生物燃料电池研究进展

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作者 宋杨凡 王鑫鑫 +2 位作者 朱楼 赵超 陈鸿伟 《化学与生物工程》 CAS 2021年第9期1-8,共8页

厌氧流化床微生物燃料电池采用液固流化床耦合微生物燃料电池技术,使流体与微生物载体颗粒充分混合,可显著提高相间传质效率,进而提升废水处理及电池产电效率。综述了厌氧流化床微生物燃料电池的工作原理及优缺点,分析了温度、pH值、外... 厌氧流化床微生物燃料电池采用液固流化床耦合微生物燃料电池技术,使流体与微生物载体颗粒充分混合,可显著提高相间传质效率,进而提升废水处理及电池产电效率。综述了厌氧流化床微生物燃料电池的工作原理及优缺点,分析了温度、pH值、外阻、电极、驯化方式、内阻、基质流速等因素对电池产电性能的影响,介绍了电池的应用前景,并对其未来主要的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 微生物燃料电池 厌氧流化床 废水处理 产电性能

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