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高锰酸钾对牛粪微生物燃料电池长期产电性能的影响

     

摘要

In order to investigate the effects of KMnO4 as the electron acceptor on the electricity generation of cattle manure fermentation with a long-term operation,the dual-chamber microbial fuel cell (MFC) was designed with cattle manure as main substrate,and the effects of KMnO4 (50,200,800mg/L) on electricity generation were analyzed.During MFCs operation,the variation of parameters such as open-circuit potential,external voltage,power density,coulombic efficiency and net energy production were analyzed.Results showed that when the concentration of KMnO4 was 800mg/L,the highest open-circuit potential and external voltage of l148mV and 234mV were obtained,and the power density reached 177mW/m3 at 1 kΩ external load.The maximum coulombic efficiency and net energy production arrived 18% and 19.5MJ/t.After 203 days,the removal rate of COD arrived 68.1%.During the operation of cells,the concemration of VFA and pH changed obviously.The VFA of MFC-800 increased to 388mmol/L,compared with the initial concentration,increased by 3.5times.The pH value decreased from 7.25 to 5.71.In addition,the nutrition content of anodic fermentation residue met the standard of organic fertilizer (NY525-2012).Therefore,the residue of anode fermentation could be used for organic fertilizer production.%为探讨KMnO4用作阴极电子受体对牛粪长期发酵产电性能的影响,构建了以牛粪为主要底物的双室微生物燃料电池(Microbial fuelcell,MFC),考察了50,200,800mg/LKMnO4时牛粪MFC开路电势、输出电压、功率密度、有机底物变化及降解情况.结果表明:当KMnO4为800mg/L(MFC-800)时产生的开路电势和输出电压最高,分别达到1148mV和234mV,最大功率密度达177mW/m3,库伦效率和净产能最大,分别为18%和19.5MJ/t;电池运行203d后,MFC-800的COD去除率最高,达68.1%;在电池运行过程中,MFC-800的VFA浓度增加了3 5倍,达388mmol/L;pH值从7.25下降到5.71下降了1.54;产电结束后,阳极发酵固态剩余物的成分符合《有机肥料》(NY525-2012)标准,可用于有机肥料生产.

著录项

  • 来源
    《中国环境科学》|2018年第5期|1712-1718|共7页
  • 作者单位

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

    上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海201400;

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

    青岛农业大学资源与环境学院,青岛农村环境工程研究中心,山东青岛266109;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 农副业;畜牧业;
  • 关键词

    微生物燃料电池; 高锰酸钾; 牛粪; 发酵; 产电;

  • 入库时间 2022-08-17 18:11:35

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