【摘 要】
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以剩余污泥作为阳极底物,CuSO4溶液为阴极溶液构建了双室有膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),研究了MFC的启动,污泥的降解,Cu2+的去除和阴极还原产物的性质.结果表
【机 构】
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北京大学深圳研究生院环境与能源学院城市人居环境科学与技术重点实验室; 北京大学环境工程系水沙科学教育部重点实验室; 深圳职业技术学院建筑工程系;
【基金项目】
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国家水体污染控制与治理科技重大专项(2009ZX07212-001);深圳市科技计划项目(SZKJ2007010,2109K3080001)
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以剩余污泥作为阳极底物,CuSO4溶液为阴极溶液构建了双室有膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),研究了MFC的启动,污泥的降解,Cu2+的去除和阴极还原产物的性质.结果表明,Cu2+可作MFC的阴极电子受体,在外电路电阻为1 000Ω,Cu2+浓度为6 400 mg/L的条件下获得的稳定输出电压为0.478 V,最大输出功率为536 mW/m3.应用MFC阴极可以实现水中Cu2+的去除,在外电路电阻为0Ω,Cu2+浓度为1 000 mg/L的条件下,288 h对Cu2+的去除率达到97.8%.阴极还原产物与阴极还原力强弱相关,阴极还原力较弱时,大部分Cu2+被还原为Cu2O,小部分Cu2+以Cu4(OH)6SO4的形式析出.阴极还原力较强时,大部分Cu2+被直接还原为单质铜,极小部分Cu2+被还原为Cu2O.剩余污泥为阳极底物能够使MFC保持长时间稳定运行,阳极污泥中产电微生物的富集时间影响MFC的产电性能与阴极Cu2+的还原,可通过监测阳极电势来判断阳极板上是否形成稳定的产电微生物膜.剩余污泥为底物的MFC可以实现在降解污泥中有机质同时处理含铜废水和回收单质铜.
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