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MDC和MEC及其耦合系統在水處理應用的研究進展

2023-03-10 11:19:52余運湧李星雨
煤炭與化工 2023年1期
關鍵詞:系統

李 廣,周 鐵,余運湧,李星雨

(吉林建筑大學 市政與環境工程學院,吉林 長春 130118)

0 引 言

水是生命存在的基礎,雖然地球的大部分都被水覆蓋,但是地球上的水絕大部分都是海水,人們能直接使用的淡水資源占比很小,而且由于人口增長、污染、城市化和經濟發展以及氣候變化,淡水資源日益稀缺,伴隨著我國2018年最新修訂的《中華人民共和國水污染防治法》中對工農業生產排水制定了嚴格的排放標準,因此,如何對廢水進行有效的處理變得越來越重要。

微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell,MFC)作為新興的脫鹽技術,是以微生物為陽極催化劑,將化學能直接轉化成電能,且可在處理廢水的同時回收能量,因此在最近幾年得到了飛速發展。微生物電解電池(Microbial Electrolysis Cell,MEC)是在MFC基礎上改進的一種產氫方法。MEC在有機廢水轉化為H2的過程中,首先陽極產電菌將有機物轉化為電子、質子和CO2,然后將電子轉移到固定的電極上,電子再通過外電路與質子在陰極上結合從而產生氫氣。因其理論產氫率遠高于厭氧發酵制氫,因此,利用MEC制氫是一種具有廣闊應用前景的生物制氫方法。且二者對許多種類的廢水如氨氮廢水、重金屬廢水等都具有較好的處理效果,由此,綜上所述提出一種新型的水處理工藝系統—MDC-MEC耦合系統,本文對其在廢水處理與應用方面進行簡述,為將來此方面的研究提供一定的參考和借鑒。

1 微生物脫鹽燃料電池技術

1.1 MDC的起源

近年來,微生物脫鹽燃料電池(MDC)作為一種新型的環境友好型污水處理技術,受到了國內外相關學者的關注。……

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