剩余污泥为底物的微生物燃料电池处理含铜废水
摘要：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（microbialfuelcell，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1000Ω，Cu2+浓度为6400mg/L的条件下获得的稳定输出电压为0.478V，最大输出功率为536mW/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1000mg/L的条件下，288h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。
关键词：微生物燃料电池，剩余污泥，含铜废水，铜回收
随着现代工业的高速发展，金属冶炼、电镀和印刷电路板等行业中产生大量的含铜废水，既污染环境又浪费资源。含铜废水的传统处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、吸附法和絮凝法等，这些方法很难实现铜的回收，还可能产生二次污染。电解和电沉积处理法具有操作简单、二次污染少、高效和直接回收单质铜等优点，已成为含铜废水技术中有竞争力的方法，但高能耗增加了运行成本，限制了其推广。微生物燃料电池（microbialfuelcell，MFC）以微生物为催化剂氧化有机物和无机物的同时可形成电流，若能以MFC产生的电流代替电解法处理含铜废水技术中的传统电源，则为解决电解法耗能问题提供了一条新途径。
本研究以CuSO4模拟废水为阴极溶液，以城镇污水处理厂的剩余污泥为阳极底物构建MFC，探索利用MFC处理剩余污泥的同时处理含铜废水和回收单质铜的可行性，以期为MFC的实际应用提供理论支持。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
如果需要了解更加详细的内容，请点击下载 
201402201031271351.rar
下载该附件请登录，如果还不是本网会员，请先注册
