微生物与生化技术杂志

抽象的

微生物燃料电池与常规曝气废水处理的能量与性能比较

泰勒·哈金斯、保罗·H·法尔格伦、宋金和任志勇

微生物燃料电池 (MFC) 技术提供了一种低成本的传统曝气废水处理替代方案，然而，使用真实废水作为底物，MFC 和曝气处理之间的比较很少。本研究试图直接比较三种反应器系统（传统曝气工艺、简单的浸没式 MFC 配置和作用类似于天然泻湖的控制反应器）的废水处理效率和能耗及发电量。结果表明，这三种系统均能去除 90% 以上的 COD，但曝气所用时间（8 天）短于 MFC（10 天）和控制反应器（25 天）。与曝气相比，MFC 在高 COD 浓度下表现出较低的去除效率，但在 COD 较低时效率高得多。只有曝气系统在运行过程中表现出完全硝化，这反映在完全去除氨和硝酸盐积累上。悬浮固体测量表明，与曝气相比，MFC 可减少污泥产量 52-82%，并且还节省了 100% 的曝气能量。此外，尽管 MFC 反应器的设计并非高发电量，但它的发电量净能量增益为 0.3 Wh/g COD/L 或 24 Wh/m3（废水处理）。这些结果表明，MFC 技术可以集成到废水基础设施中，以满足废水质量要求并节省运营成本。