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微动力地埋式 生活污水处理设备
微生物燃料电池产电
微生物燃料电池(MFC)是一种通过微生物的代谢作用将**物中的化学能直接转化为电能的装置。对于 MFC 的运行来说,垃圾渗滤液不仅碳源氮源丰富,而且盐分含量较高使之具有较高的电导率,可以作为其潜在的基质来源。
1 双室微生物燃料电池
双室 MFC 一般以质子交换膜分隔电池的阴阳极室,在阳极室中产电微生物氧化分解**物并产生电子和质子,两者分别通过外电路和质子交换膜到达阴极室并与其中的电子受体结合,终产生电流。由于双室 MFC 存在输出功率偏低的问题,谢淼等[9]尝试以二氧化锰与石墨烯(MnO2/rGO)复合催化剂修饰双室 MFC阴极电极材料,并将该 MFC 用于老龄垃圾渗滤液的处理,可获得 194 mW/m3的功率密度(是未经催化剂修饰 MFC 的两倍),COD和氮去除率分别为 58.68 %和 76.64 %。黄丽等[10]采用正透膜为中间隔膜,构建双室正渗透微生物燃料电池(OsMFC)处理垃圾渗滤液,结果表明 OsMFC 与普通 MFC 相比产电性能更好,其面积功率密度及相应电流密度分别为 0.406 W/m2和 1.594 A/m2。
2 单室微生物燃料电池
与双室 MFC 相比,单室 MFC 一般只有阳极室并以空气作为阴极,以氧气作为电子受体,因此运行成本更低,具有更好的应用潜力。然而,以空气作为阴极时,由于氧气溶解度低和阴极存在较大过电势的问题,会使电池反应速率偏低。袁浩然等[11]以MnO2 作为阴极催化剂,尝试提高以垃圾渗滤液为阳极液基质的MFC 产电性能。当电池阴极负载 MnO2后,稳定输出电压和功率密度分别增大到 0.43 V 和 0.89 W/m3,同时 MFC 运行 7 天后BOD 和氮去除率分别达到 72.9 %和 91.6 %。朴明月等[12]将聚四氟乙烯涂抹于碳布层,制成以空气为阴极的单室 MFC,用于垃圾渗滤液产电,获得的输出电压和功率密度分别为 2.005V 和 3.2 W/m2。
微生物燃料电池技术处理垃圾渗滤液可在回收能量的同时去除部分污染物,且运行成本较低,但仍需更好地改善产电效率低、稳定性差、电极制造成本偏高等问题方能使其更接近于实际应用。
日常运维项目检测。
对于在MBR的日常运维管理中,运行人员需要对系统的一些参数进行日常的检测,通过这些数据的检测,逐一对MBR系统的运行效果进行判断,日常的检测项目表如下:
其中(1)DO:当MLSS浓度高时,氧气的消耗能力增强,溶解氧就会降低。而MBR工艺的优势在于控制高污泥浓度,因此,在日常运行中,重点要确认好氧池中的溶解氧浓度,,以免生物处理所需的好氧条件不足,造成处理能力下降。。
(2)生物池中的MLSS:当MLSS浓度过高时,会导致氧气供给不足和MBR膜的堵塞。因此,在系统内维持合理的MLSS浓度是日常管理需要认真进行的工作。由于MLSS浓度的设置根据各个污水厂的流入污水的浓度和MBR膜的处理条件而有所不同,因此运行管理人员需要通过长期的MLSS检测和MBR膜的运行工况,出水水质来综合确定值,同时还要必须确保足够长的污泥龄SRT来维持硝化和反硝化反应的进行。
(3)泡沫:曝气池上的泡沫,不论是启动泡沫还是生物泡沫,都会将大量的泡沫表面堆积的固体杂质粘固在MBR膜丝表面上,造成MBR膜丝的污堵,导致膜通量下降,对生物池的泡沫的工艺管控,也是在MBR系统中重要的管理内容,通过季节性的工艺调控,降低生物池泡沫的产生,以保证MBR膜的良好运行,是运行人员需要认真对待的。
(4)EPS:细胞外多糖物质,很多研究都已经明确,EPS对MBR膜丝的结垢和污堵有着直接的关联,在有条件的MBR厂内,应该将EPS作为日常监测项目,对EPS引起的污泥泡沫,膨胀等问题及时发现,并采取相应的工艺调控措施进行管控,以保证MBR的膜通量。
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