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污水处理是当今环境污染治理的热门课题,作为其中使用最为广泛的生物处理废水技术,其基本核心是提高细菌处理废水的效率及增强细菌对废水冲击负荷的适应性。除了改善废水处理构筑本身的结构设计的方式,目前这方面的技术归纳起来基本为提高细菌有氧代谢或无氧代谢效率及细菌对废水浓度的耐受性。从细菌本身的代谢方面考虑,这两种细菌代谢方式均能有效的处理相应的有机废水,但各有不足之处。本文所提出的微生物燃料电池技术结合了生物法处理废水技术核心有氧代谢方式和无氧代谢方式的优点,既能有效的提高细菌代谢效率,又能处理较高浓度的有机废水,在此基础上还可外供电能。 本文建立了两极室的微生物燃料电池体系,通过细菌燃料电池内载体的数量和种类、阴阳两极室的搅拌扩散、不同的膜种类、电极表面活性改变等参数的改变,完成了对微生物燃料电池电流输出变化调试。在此基础上,以葡萄糖和甲基多巴为基质,考察了微生物燃料电池的输出电流与废水处理效率之间的内在关系,并对其处理废水效果与厌氧方式和好氧方式下废水的处理效率的比较。具体实验结果概括如下: 1.微生物燃料电池运行参数的改变对其电流输出有很大影响。本课题使用的燃料电池体系的可调节电流在0~1000μA范围,折算成输出电流密度为0~41.6A/m3(按处理废水体积)。 2.微生物燃料电池的电流输出与废水COD的去除有良好的相关性(>96%)。随着电流输出量的增大,其COD去除率也随之增大。 3.微生物燃料电池运行过程中显示了其在控制生物污泥量增长方面的功能。对比发现:增长速度本身较慢的厌氧污泥在处理超过12h后,就开始出现污泥增值的迹象;而在燃料电池内的细菌基本无增长。 4.微生物燃料电池对高浓度废水的降解有独特优势。对比试验发现:在高浓度下(Cglucos=6000mg/L),好氧反应的已经没有高效处理的优势(33.5%),甚至在24h后,低于厌氧法的处理效率(37.98%)。而微生物燃料电池的输出电流为850μA的时候,达到对比实验中最大的处理效率48.7%。此外,对于与甲基多巴模拟废水的处理中,在高浓度下(Cmethyldopa=700mg/L,微生物燃料电池的