崇左大新縣電池污水處理

① 鐵碳填料污水處理原理是什麼污水處理成本是多少

鐵碳填料污水處理原理：
工作原理
● 一般原理：微電解是基於電化學中的原電池反應。當鐵和炭浸入電解質溶液中時，由於Fe和C之間存在1.2V印染廢水處理前後 的電極電位差，因而會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場。陽極反應產生的新生態二價鐵離子具有較強的還原能力，可使某些有機物還原，也可使某些不飽和基團(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開，使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性。此外，二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑，特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，調節廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉澱，吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子，可進一步降低廢水的色度，同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化。陰極反應產生大量新生態的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，使有機大分子發生斷鏈降解，從而消除了有機廢水的色度，提高了廢水的可生化性。
鐵炭原電池反應：
陽極：Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V
陰極：2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V
當有氧存在時,陰極反應如下：
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V
● 一般微電解反應為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開形成原電池反應。這種鐵炭接觸不利於電子的轉移，電荷效 率較低，因此廢水中有機物的去除效率一般也較低。同時當鐵炭一旦分層將更不利於有機物的去除。
● 鐵炭包容式微電解反應為：鐵原子與炭原子是相互包容組成架構而形成的原電池反應。這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題，因此更有利於電子的轉移，電荷效率較高，廢水中有機物的去除效率也較高。
鐵碳填料污水處理成本：
濰坊普茵沃潤環保科技有限公司鐵碳填料比重約1.2噸/立方，每方水處理成本約0.4-0.6元。
市場上同類產品比重約2.0-3.0噸/立方，使前期投資加大，因消耗過大，後續使用成本也遠高於新型鐵碳填料，因此客戶在選用鐵碳填料時，一定要進行多方位比較，最終選擇適合自己的產品。

② 如何提高蓄電池廠污水處理新技術

我公司是集科研、生產、銷售、服務為一體的環保健康型企業。致力於二氧化氯發生器、自動加葯裝置、高效復合凈水劑的研發和生產、紙漿漂白制備系統、提供水處理工程設計、施工和技術咨詢服務等。
目前公司已擁有自主知識產權的國家專利技術三十多項，其中實用新型專利28項，國家發明專利5項，部級科技成果鑒定1項。同時，公司內部完成技術創新成果近50項、技術革新80多項、科研創新管理成果16項。現如今，齊力已經是業內最具聲望的企業， 是國內知名節能環保與水處理設備製造商，國內二氧化氯發生技術的引領者，集研發、生產和服務一體，企業不僅僅有我國先進的污水處理系統、世界先進的純凈水處理技術，還治理無數污水，造福萬千群眾。而團隊們不斷追求，不斷創新。積極推動著我國水處理科技綜合能力的進步。
四川齊力綠源水處理科技有限公司—20年高純、高端二氧化氯發生器專業生產廠家，為全國各地飲水、污水處理企業提供完善的水處理解決方案、水處理設備及水處理工程服務。服務專線：4009959158

③ 化工廢水處理的廢水處理

化工廢水預處理物化工藝推薦：
一、 催化微電解處理技術
【技術背景】
有機廢水特別是高鹽高濃度有機廢水處理，一直是國內眾多環保工作者及管理部門關注的難題。隨著我國化學工業的快速發展，各種新型的化工產品被應用到各行各業，特別是醫葯、化工、電鍍、印染等重污染工業中，在提高產品質量、品質的同時也帶了日益嚴重的環境污染問題，主要表現在：廢水中有機污染物濃度高、結構穩定、生化性差，常規工藝難以實現達標排放，且處理成本高，給企業節能減排帶來極大的壓力。
【技術概述】
微電解技術是處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，該工藝用於高鹽、難降解、高色度廢水的處理不但能大幅度地降低cod和色度，還可大大提高廢水的可生化性。該技術是在不通電的情況下,利用微電解設備中填充的微電解填料產生「原電池」效應對廢水進行處理。當通水後，在設備內會形成無數的電位差達1.2V 的「原電池」。「原電池」以廢水做電解質，通過放電形成電流對廢水進行電解氧化和還原處理，以達到降解有機污染物的目的。在處理過程中產生的新生態[·O H] 、[H] 、[O]、Fe2+ 、Fe3+等能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應，比如能破壞有色廢水中的有色物質的發色基團或助色基團，甚至斷鏈，達到降解脫色的作用；生成的Fe2+ 進一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強的吸附- 絮凝活性，特別是在加鹼調pH 值後生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的絮凝能力遠遠高於一般葯劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量絮凝水體中分散的微小顆粒、金屬粒子及有機大分子.其工作原理基於電化學、氧化- 還原、物理以及絮凝沉澱的共同作用。該工藝具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、處理時間短、操作維護方便、電力消耗低等優點，可廣泛應用於工業廢水的預處理和深度處理中。
【技術特點】
(1) 反應速率快，一般工業廢水只需要半小時至數小時；
(2) 作用有機污染物質范圍廣，如：含有偶氟、碳雙鍵、硝基、鹵代基結構的難除降解有機物質等都有很好的降解效果;
(3) 工藝流程簡單、使用壽命長、投資費用少、操作維護方便、運行成本低、處理效果穩定。處理過程中只消耗少量的微電解填料。填料只需定期添加無需更換，添加時直接投入即可。
(4)廢水經微電解處理後會在水中形成原生態的亞鐵或鐵離子，具有比普通混凝劑更好的混凝作用，無需再加鐵鹽等混凝劑，COD去除率高，並且不會對水造成二次污染；
(5)具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，同量可在很大程度上提高廢水的可生化性。
(6)該方法可以達到化學沉澱除磷的效果，還可以通過還原除重金屬；
(7)對已建成未達標的高濃度有機廢水處理工程，用該技術作為已建工程廢水的預處理，即可確保廢水處理後穩定達標排放。也可將生產廢水中濃度較高的部分廢水單獨引出進行微電解處理。
(8) 該技術各單元可作為單獨處理方法使用，又可作為生物處理的前處理工藝，利於污泥的沉降和生物掛膜
【適用廢水種類】
⑴.染料、化工、制葯廢水；焦化、石油廢水；
------上述廢水處理水後的BOD/COD值大幅度提高。
⑵. 印染廢水；皮革廢水；造紙廢水、木材加工廢水；
------對脫色有很好的應用，同時對COD與氨氮有效去除。
⑶. 電鍍廢水；印刷廢水；采礦廢水；其他含有重金屬的廢水；
------可以從上述廢水中去除重金屬。
⑷. 有機磷農業廢水；有機氯農業廢水；
------大大提高上述廢水的可生化性，且可除磷，除硫化物
二、新型催化微電解填料
【技術概述】
它由多元金屬合金融合催化劑並採用高溫微孔活化技術生產而成，屬新型投加式無板結微電解填料。作用於廢水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，處理效果穩定持久，同時可避免運行過程中的填料鈍化、板結等現象。本填料是微電解反應持續作用的重要保證，為當前化工廢水的處理帶來了新的生機。
【產品關鍵創新點】
(1)由多元金屬熔合多種催化劑通過高溫熔煉形成一體化合金，保證「原電池」 效應持續高效。不會像物理混合那樣出現陰陽極分離，影響原電池反應。
(2)架構式微孔結構形式，提供了極大的比表面積和均勻的水氣流通道，對廢水處理提供了更大的電流密度和更好的催化反應效果。
(3)活性強，比重輕，不鈍化、不板結，反應速率快，長期運行穩定有效。
(4)針對不同廢水調整不同比例的催化成份，提高了反應效率，擴大了對廢水處理的應用范圍。
(5)在反應過程中填料所含活性鐵做為陽極不斷提供電子並溶解進入水中，陰極碳則以極小顆粒的形式隨水流出。當使用一定周期後，可通過直接投加的方式實現填料的補充，及時恢復系統的穩定，還極大地減少了工人的操作強度。
(6)填料對廢水的處理集氧化、還原、電沉積、絮凝、吸附、架橋、卷掃及共沉澱等多功能於一體。
(7)處理成本低，在大幅度去除有機污染物的同時，可極大地提高廢水的可生化性。
(8)配套設施可根據規模和用戶要求實現構築物式和設備化，滿足多種需求。
(9)規格：1cm*3cm （填料形式多樣,有顆粒球形、多孔柱形及其他，大小可定製）。
(10)技術參數：比重： 1.0噸/立方米，比表面積： 1.2 平方米/克， 空隙率： 65% ，物理強度：≧1000KG/CM2.
三、多相催化氧化處理技術
【技術概述】
該處理技術是環境領域新發展的一種技術，主要採用以羥基自由基為核心的強氧化劑，快速、無選擇性、徹底氧化環境中的各種有機污染物。羥基自由基與水中的溶解性有機物反應形成羥基自由基；在催化劑的催化下，羥基自由基對廢水中有機物進行氧化分解。該技術對CODcr去除、脫色以及提高廢水的可生化性有著顯著的效果。其色度、CODcr去除率可達75%-99%。在對農葯廢水、化工廢水、制葯廢水的實際應用中，該技術體現了很好的應用效果。
【適用范圍】
主要適用於：硝基苯、硝基酚、硝基甲苯、苯酚、苯胺類污水、苯甲醚污水；分散染料、陽離子染料、弱酸性染料類污水；合成醫葯、農葯類污水；獸葯類污水；精細化工類污水;合成樹脂類污水；含氰污水；含氟污水；含蒽污水；焦化污水和電鍍污水等。
化工廢水深度處理中水回用優化組合工藝：
（1） 預處理+UF+RO/NF 處理工藝
(2) MBR+UF/RO/NF處理工藝
工藝系統優點：
超濾系統優點：採用高分子材料的中空纖維膜，抗耐壓、抗污染、使用壽命長
佔地面積小、自動化程度高、
分離能力強、出水水質好
保證後續RO/NF系統的正常運行
RO/NF膜處理系統優點：RO系統採用抗污染反滲透膜、使用壽命長
鹽分、有機物、難降解化合物有效截留
出水水質適用於所有生產工藝
自動化程度高、運行成本低
膜-生物反應器工藝（MBR工藝）是膜分離技術與生物技術有機結合的新型廢水處理技術。它利用膜分離設備將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，分離出清水，實現生化反應與清水分離同步進行，省掉二沉池。
MBR緊湊簡潔單元結構特別適合於處理成份復雜、污染物濃度高的印染廢水。
MBR工藝的優點：處理效率高、出水水質好、污泥少
水力停留時間短、佔地面積小
易清洗、易更換、運行穩定、運行成本低
耐沖擊能力強、COD和色度去除效率高
應用領域：高濃度化工廢水、氯鹼行業廢水、農葯廢水、化工園區及污水處理廠、
含磷廢水處理、 含甲醛廢水處理

④ 污水處理工藝流程，一般的分析操作規程

污水處理工藝流程
污水進入廠區先通過截流井（讓廠能處理的污水進入廠區進行處理）進入粗格柵（打撈較大的渣滓）到污水泵（提升污水的高度）到細格柵（打撈較小的渣滓）到沉沙池（以重力分離為基礎，將污水的比重較大的無機顆粒沉澱並排除）到生化池（採用活性污泥法去除污水裡的BOD5、SS和以各種形式的氮或磷）進入終沉池（排除剩餘污泥和迴流污泥）進入D型濾池（進一步減少SS，使出水達到國家一級標准）進入紫外線消毒（殺滅水中的大腸桿菌）然後出水
生化池、終沉池出的污泥一部分作為生化池的迴流污泥，剩下的送入污泥脫水間脫水外運
主要有物理處理法，生化處理法和化學處理法，生化處理法經常被使用，主流處理方法主要看被處理水質和受納水體情況，一般城市生活污水的主流處理方法為生化處理法，如活性污泥法，mbr 等方法。
污水處理
sewage treatment.wastewater treatment 為使污水經過一定方法處理後.達到設定的某些標准.排入水體.排入某一水體或再次使用等的採取的某些措施或者方法等.

現代污水處理技術.按處理程度劃分.可分為一級.二級和三級處理.
一級處理.主要去除污水中呈懸浮狀態的固體污染物質.物理處理法大部分只能完成一級處理的要求.經過一級處理的污水.BOD一般可去除30%左右.達不到排放標准.一級處理屬於二級處理的預處理.
二級處理.主要去除污水中呈膠體和溶解狀態的有機污染物質(BOD.COD物質).去除率可達90%以上.使有機污染物達到排放標准.
三級處理.進一步處理難降解的有機物.氮和磷等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等.主要方法有生物脫氮除磷法.混凝沉澱法.砂率法.活性炭吸附法.離子交換法和電滲分析法等.
整個過程為通過粗格刪的原污水經過污水提升泵提升後.經過格刪或者篩率器.之後進入沉砂池.經過砂水分離的污水進入初次沉澱池.以上為一級處理(即物理處理).初沉池的出水進入生物處理設備.有活性污泥法和生物膜法.(其中活性污泥法的反應器有曝氣池.氧化溝等.生物膜法包括生物濾池.生物轉盤.生物接觸氧化法和生物流化床).生物處理設備的出水進入二次沉澱池.二沉池的出水經過消毒排放或者進入三級處理.一級處理結束到此為二級處理.三級處理包括生物脫氮除磷法.混凝沉澱法.砂濾法.活性炭吸附法.離子交換法和電滲析法.二沉池的污泥一部分迴流至初次沉澱池或者生物處理設備.一部分進入污泥濃縮池.之後進入污泥消化池.經過脫水和乾燥設備後.污泥被最後利用.
各個處理構築物的能耗分析
1.污水提升泵房
進入污水處理廠的污水經過粗格刪進入污水提升泵房.之後被污水泵提升至沉砂池的前池.水泵運行要消耗大量的能量.占污水廠運行總能耗相當大的比例.這與污水流量和要提升的揚程有關.
2.沉砂池
沉砂池的功能是去除比重較大的無機顆粒.沉砂池一般設於泵站前.倒虹管前.以便減輕無機顆粒對水泵.管道的磨損,也可設於初沉池前.以減輕沉澱池負荷及改善污泥處理構築物的處理條件.常用的沉砂池有平流沉砂池.曝氣沉砂池.多爾沉砂池和鍾式沉砂池.
沉砂池中需要能量供應的主要是砂水分離器和吸砂機.以及曝氣沉砂池的曝氣系統.多爾沉砂池和鍾式沉砂池的動力系統.
3.初次沉澱池
初次沉澱池是一級污水處理廠的主題處理構築物.或作為二級污水處理廠的預處理構築物設在生物處理構築物的前面.處理的對象是SS和部分BOD5.可改善生物處理構築物的運行條件並降低其BOD5負荷.初沉池包括平流沉澱池.輻流沉澱池和豎流沉澱池.
初沉池的主要能耗設備是排泥裝置.比如鏈帶式刮泥機.刮泥撇渣機.吸泥泵等.但由於排泥周期的影響.初沉池的能耗是比較低的.
4.生物處理構築物
污水生物處理單元過程耗能量要佔污水廠直接能耗相當大的比例.它和污泥處理的單元過程耗能量之和占污水廠直接能耗的60%以上.活性污泥法的曝氣系統的曝氣要消耗大量的電能.其基本上是聯系運行的.且功率較大.否則達不到較好的曝氣效果.處理效果也不好.氧化溝處理工藝安裝的曝氣機也是能耗很大的設備.生物膜法處理設備和活性污泥法相比能耗較低.但目前應用較少.是以後需要大力推廣的處理工藝.
5.二次沉澱池
二次沉澱池的能力消耗主要是在污泥的抽吸和污水表明漂浮物的去除上.能耗比較低.
6.污泥處理
污泥處理工藝中的濃縮池.污泥脫水.乾燥都要消耗大量的電能.污泥處理單元的能量消耗是相當大的.這些設備的電耗功率都很大.

針對各個處理構築物的節能途徑
1.污水提升泵房
污水提升泵房要節省能耗.主要是考慮污水提升泵如何進行電能節約.正確科學的選泵.讓水泵工作在高效段是有效的手段.合理利用地形.減少污水的提升高度來降低水泵軸功率N也是有效的辦法.定期對水泵進行維護.減少摩擦也可以降低電耗.
2.沉砂池
採用平流沉砂.避免採用需要動力設備的沉砂池.如平流沉砂池.採用重力排砂.避免使用機械排砂.這些措施都可大大節省能耗.
3.初次沉澱池
初次沉澱池的能耗較低.主要能量消耗在排泥設備上.採用靜水壓力法無疑會明顯降低能量的消耗.
4.生物處理構築物
國外的學者通過能耗和費用效益分析比較了生物處理工藝流程.他們認為處理設施大部分的能量消耗是發生在電機這類單一的設備上.因而節能應從提高全廠功率因數.選擇高效機電設備及減少高峰用電要求等方面入手.他們提出的節能措施既包括改善電機的電氣性能.也包括解決運轉的工藝問題.還包括污水廠產物中的能量回收(Energy
Recovery).
曝氣系統的能耗相當大.對曝氣系統能耗能效的研究總是涉及到曝氣設備的改造和革新.新型的曝氣設備雖然層出不窮.但目前仍然可劃分為2類:第1種是採用淹沒式的多孔擴散頭或空氣噴嘴產生空氣泡將氧氣傳遞進水溶液的方法.第2種是採用機械方法攪動污水促使大氣中的氧溶於水的方法.微孔曝氣.曝氣擴散頭的布局和曝氣系統的調節這些都是節能的有效措施.在傳統活性污泥處理廠曝氣池中辟出前端厭氧區.用淹沒式攪拌器混合的節能.生物除磷方案.這一簡單的改造可以節省近20%的曝氣能耗.如果算上混合用能.節能也達到12%.自動控制系統的應用於污水處理節能.曝氣系統進行階段曝氣.溶解氧存在濃度梯度.既減少了能耗.又可以改善處理效果.減少污泥量.
生物膜法處理工藝採用厭氧處理可以明顯降低能量的消耗.
5.二次沉澱池
二次沉澱池中對排泥設備的研究和排泥方式的改善是降低能耗的有效方法.
6.污泥處理
污泥處理系統節能研究主要集中於污泥處理的能量回收.從污水污泥有機污染物中回收能量用於處理過程早在上世紀初就已投入實踐.但能源危機之前一直不受重視.目前有兩種回收途徑:一是污泥厭氧消化氣利用.一是污泥焚燒熱的利用.
消化氣性質穩定.易於貯存.它可通過內燃機或燃料電池轉化為機械能或電能.廢熱還可回收於消化污泥加熱.因此利用消化氣能解決污水廠不同程度的能量自給問題.林榮忱等人比較了沼氣發電機和燃料電池兩種利用形式.認為燃料電池能量利用率高.具有很好的發展前途.對消化氣的最大化利用是提高能效的主要方式.沼氣發電機組並網發電的研究和應用在國內已有應用實例.是大型污水處理廠的沼氣綜合利用的可行途徑.
另外一種能量回收方式是將城市固體廢物焚燒場建在污水處理廠旁.將固廢與污水污泥一起焚燒.獲得的電能用於處理廠的運轉.
城市污水處理的能耗分析研究與節能技術和手段的發展往往並不同步.由於污水處理能量平衡分析方法研究的欠缺.節能措施的制訂和實施常常超前.而多數節能途徑和手段常常由處理廠的操作管理人員結合各處理設施實際情況提出.具有經驗性和個別性.不一定能適用於其他污水廠甚至是工藝相似的污水廠,另一方面.從廣義上說.污水處理學科領域的技術創新.新材料和新設備的使用都蘊涵著節能增效的潛力.因而節能的途徑和手段往往是很寬泛的.
結論
污水處理是能源密集(energy intensity)型的綜合技術.一段時期以來.能耗大.運行費用高一定程度上阻礙了我國城市污水處理廠的建設.建成的一些處理廠也因能耗原因處於停產和半停產狀態.在今後相當長的一段時期內.能耗問題將成為城市污水處理的瓶頸.能否解決耗污水廠的能耗問題.合理進行能源分配.已經成為決定污水處理廠運行效益好壞的關鍵因素.能耗是否較低.也是未來新的污水處理廠可行性分析的決定性因素.開發能效較高的污水處理技術.合理設計及運行污水處理廠.必將是未來污水處理廠設計和運行的必由之路.

樓下的，不許照抄！！！！

⑤ 年利潤100萬的電池廠，污水處理設備需要投入多少錢

電池的類別那麼多，是生產鋰電池、干電池、紐扣電池還是鉛酸蓄電池，產生的廢水種類都不一樣，污染物的濃度也千差萬別，沒法統一回答。

⑥ 鐵碳填料污水處理原理是什麼污水處理成本是多少

鐵碳填料污水處理原理：
工作原理
● 一般原理：微電解是基於電化學中的原電池反應.當鐵和炭浸入電解質溶液中時,由於Fe和C之間存在1.2V印染廢水處理前後 的電極電位差,因而會形成無數的微電池系統,在其作用空間構成一個電場.陽極反應產生的新生態二價鐵離子具有較強的還原能力,可使某些有機物還原,也可使某些不飽和基團(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開,使部分難降解環狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性.此外,二價和三價鐵離子是良好的絮凝劑,特別是新生的二價鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性,調節廢水的pH可使鐵離子變成氫氧化物的絮狀沉澱,吸附污水中的懸浮或膠體態的微小顆粒及有機高分子,可進一步降低廢水的色度,同時去除部分有機污染物質使廢水得到凈化.陰極反應產生大量新生態的[H]和[O],在偏酸性的條件下,這些活性成分均能與廢水中的許多組分發生氧化還原反應,使有機大分子發生斷鏈降解,從而消除了有機廢水的色度,提高了廢水的可生化性.
鐵炭原電池反應：
陽極：Fe - 2e → Fe2+ E (Fe/Fe2+) = 0.44V
陰極：2H+ + 2e → H2 E (H+/H2) = 0.00V
當有氧存在時,陰極反應如下：
O2 + 4H+ + 4e → 2H2O E (O2) = 1.23V
O2 + 2H2O + 4e → 4OH- E (O2/OH-) = 0.41V
● 一般微電解反應為：鐵原子與炭原子是緊挨著或分開形成原電池反應.這種鐵炭接觸不利於電子的轉移,電荷效 率較低,因此廢水中有機物的去除效率一般也較低.同時當鐵炭一旦分層將更不利於有機物的去除.
● 鐵炭包容式微電解反應為：鐵原子與炭原子是相互包容組成架構而形成的原電池反應.這種鐵炭接觸不存在鐵與炭的分層問題,因此更有利於電子的轉移,電荷效率較高,廢水中有機物的去除效率也較高.
鐵碳填料污水處理成本：
濰坊普茵沃潤環保科技有限公司鐵碳填料比重約1.2噸/立方,每方水處理成本約0.4-0.6元.
市場上同類產品比重約2.0-3.0噸/立方,使前期投資加大,因消耗過大,後續使用成本也遠高於新型鐵碳填料,因此客戶在選用鐵碳填料時,一定要進行多方位比較,最終選擇適合自己的產品.

⑦ 在蓄電池廠 做污水處理 危害大嗎

這個主要是重金屬，下班後吃飯一定要用肥皂或者洗潔精洗手，污水處理化學反應或許會產生不多的無益氣體，副作用有限，有條件最好全身上防化服，全包圍防毒面具。可將危害降至可忽略程度。其實最受危害的還是自然環境，人類生存於自然環境中，沒有了良好的自然環境，人也不可能獨立生存。自私的心 反而更應該 促使我們盡心盡力的做好環保工作。保護我們生存的家園

⑧ 微生物燃料電池研究中有哪些問題尚未解決

主要問題是成本和功率密度。

1 引言 微生物燃料電池(Microbial Fuel Cells，MFCs)，是一種以微生物為陽極催化劑，將有機物中的化學能直接轉化為電能的裝置。1911年，英國植物學家Potter便發現細菌培養液可產生電流，這是關於微生物燃料電池的最早報道。近年來，MFC技術因其諸多優點及應用范圍的擴大，引起了世界各國研究者的高度關注。
毋庸置疑，微生物燃料電池(Microbial fuel cells，MFCs)是一種新興的高效的生物質能利用方式，它利用細菌分解生物質產生生物電能，具有無污染、能量轉化效率高、適用范圍廣泛等優點。因此MFCs逐漸成為現今社會的研究熱點之一。
2 微生物燃料電池的工作原理
圖1是典型的雙室結構MFcs工作原理示意圖，系統主要由陽極、陰極和將陰陽極分開的質子交換膜構成。陽極室中的產電菌催化氧化有機物，使其直接生成質子、電子和代謝產物，氧化過程中產生的電子通過載體傳送到電極表面。根據微生物的性質，電子傳送的載體可以為外源、與呼吸鏈有關的NADH和色素分子以及微生物代謝的還原性物質。陽極產生的H+透過質子交換膜擴散到陰極，而陽極產生的電子流經外電路循環到達電池的陰極．電子在流過外電阻時輸出電能。電子在陰極催化劑作用下。與陰極室中的電子接受體結合，並發生還原反應。

圖1 微生物燃料電池工作原理示意圖
下面以典型的葡萄糖為底物的反應為例說明MFCs的工作原理，反應中氧氣為電子受體，反應完成後葡萄糖完全被氧化。
陽極反應：
?_CHO?6HO?CO?24H?24e612622
陰極反應：
?_6O2?24H?24e?12H2O
總反應：
C6H12O6?6O2?6CO2?6H2O

3 微生物燃料電池的應用現狀
迄今為止，MFCs的性能遠低於理想狀態。制約MFCs性能的因素包括動力學因素、內阻因素和傳遞因素等。動力學制約的主要表現為活化電勢較高，致使在陽極或者陰極上的表面反應速率較低，難以獲得較高的輸出功率。內電阻具有提高電池的輸出功率的作用，主要取決於電極間電解液的阻力和質子交換膜的阻力。縮短電極間距、增加離子濃度均可降低內阻。不用質子交換膜也可以大大降低MFCs的內阻，這時得到的最大功率密度有質子交換膜的5倍，但必須注意氧氣擴散的問題。另一個重要制約因素為電子傳遞過程中的反應物到微生物活性位間的傳質阻力和陰極區電子最終受體的擴散速率。最終電子受體採用鐵氰酸鹽或陰極介體使用鐵氰化物均可以獲得更大的輸出功率和電流。另外，微生物對底物的親和力、微生物的最大生長率、生物量負荷、反應器攪拌情況、操作溫度和酸鹼度均對微生物燃料電池內的物質傳遞有影響。
當前針對微生物燃料電池主要研究其產電性能，同時由於其特殊的結構與原理，MFCs還有許多潛在應用領域，主要包括廢水處理、電助產氫、感測器三方面。
3.1 廢水處理
近年來，微生物燃料電池被嘗試用來處理富含生物可降解有機物的廢水，在廢水降解的同時產電。表3.1列舉了目前MFCs用於廢水處理的現狀。

微生物燃料電池用於污水處理的例子

此外，微生物燃料電池處理廢水具有諸多優點，還可與傳統厭氧、好氧工藝相結合，達到更好的處理效果。

3.2 電助產氫
微生物燃料電池由於輸出效率低，難以直接應用，而MFC電助產氫技術是較有前途的一種方式。其工作原理為：無氧條件下，對雙室MFC陰極施加一個遠小於水分解電壓的小電壓，可促進轉移到陰極的電子和質子結合生成氫氣，達到利用MFC系統產氫的目的。
微生物燃料電池電助產氫反應器的優點是陰極省略了MFC常用的電子受體——氫氣，可避免因氧氣通過質子交換膜向陽極擴散而影響反應器運行；同時該工藝產生的氫氣純度較高，可積累、儲存及運輸，推動了MFC技術的實際應用。
3.3 生物感測器
根據MFCs的工作原理，在一定濃度范圍內，MFCs的電流(或電壓)輸出與陽極的基質濃度有線性關系，因此可開發基於MFCs的感測器，最典型的是BOD5快速檢測。Lorenzo等以人工廢水為燃料構建型BOD5感測器，該感測器輸出功率與BOD5濃度有良好的線性關系，且有非常高的重復性和穩定性，可連續運行7個月。
除了作為BOD5感測器外，有研究者嘗試利用MFC型的感測器通過對UAFB中發
酵液pH和沼氣流速進行實時監測，實現對厭氧硝化過程動態變化的監測。還有研究者通過在MFCs的質子交換膜兩側添加2片微硅板作電流收集器，由電流變化來反映基質中的有毒化合物。這些研究都有助於擴大MFCs技術的應用領域。
4 微生物燃料電池技術發展前景
MFCs技術正在不斷成長並且已經在許多方面取得了重大突破。但是，由於其功率偏低，該技術還沒有實現真正的大規模實際應用。基於其產電性能的制約因素，今後的研究方向主要可歸納為以下幾點。
(1)深入研究並完善MFCs的產電理論。MFCs產電理論研究處於起步階段，電池輸出功率較低，嚴重製約了MFCs的實際應用。MFCs中產電微生物的生長代謝過程，產電呼吸代謝過程以及利用陽極作為電子受體的本質是今後的研究重點。
(2)篩選與培育高活性微生物。目前大多數微生物燃料電池所用微生物品種單一。要達到實際應用的目的，需要尋找自身可產生氧化還原介體的高活性微生物和具有膜結合電子傳遞化合物質的微生物。今後的研究應致力於發現和選擇這種高活性微生。
(3)優化反應器的結構；5建議；微生物燃料電池潛在的優點使研究者對其發展前景十分；(1)加強MFCs的機理研究，通過分析陽極微生物；(2)通過優化MFCs的結構、材料和運行方式等，；MFCs作為一種可再生的清潔能源技術正在迅速興起；力，同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多；7參考文獻；[1]姜秀華.微生物電池技術研究[D].科技資訊；[2]張靜，張寶

(3)優化反應器的結構。研究與開發單室結構和多級串聯微生物燃料電池，利用微生物固定化技術、貴金屬修飾技術等改善電極的結構和性能。選擇吸附性能好、導電性好的材料作為陽極，選擇吸氧電位高且易於撲捉質子的材料作為陰極。

5 建議
微生物燃料電池潛在的優點使研究者對其發展前景十分看好，但由於輸出功率較低，限制了在生產生活中的應用。因此，建議研究者主要從以下三方面對MFCs做進一步研究：
(1)加強MFCs的機理研究，通過分析陽極微生物確定電子產生和傳遞機理，實現對高效產電微生物的篩選和改造。
(2)通過優化MFCs的結構、材料和運行方式等，提高電子傳質速率，降低電壓損失，提高MFCs產電性能。嘗試MFCs的工程放大，實現實際應用。 6 結語
MFCs作為一種可再生的清潔能源技術正在迅速興起，並已逐步顯現出它獨有的社會價值和市場潛力。隨著研究的不斷深入以及生物電化學的不斷進步，MFCs必將得到不斷地推廣和應用。與微生物燃料電池相比，燃料電池目前使用存在著成本仍偏高, 利用率不太高的缺點，所以微生物電池有著廣闊的應用前景。與現有的其它利用有機物產能的技術相比，微生物燃料電池具有操作上和功能上的優勢：首先，它將底物直接轉化為電能，保證了具有高的能量轉化效率；其次，不同於現有的所有生物能處理，微生物燃料電池在常溫環境條件下能夠有效運作；第三，微生物燃料電池不需要進行廢氣處理，因為它所產生的廢氣的主要組分是二氧化碳，一般條件下不具有可再利用的能量；第四，微生物燃料電池不需要輸入較大能量，因為若是單室微生物燃料電池僅需通風就可以被動的補充陰極氣體；第五，在缺乏電力基礎設施的局部地區，微生物燃料電池具有廣泛應用的潛
力，同時也擴大了用來滿足我們對能源需求的燃料的多樣性。研究微生物電池是一件造福人類的偉大舉措，我們應該投入更多的人力和物力。