可见光驱动微生物光电化学池处理剩余污泥同步产氢

摘要：

氢气是一种理想的清洁能源.太阳能驱动的微生物光电化学池(Microbial photoelectrochemical cell,MPEC)因可同时实现废物处理与自发产氢而受到人们的关注.本文以剩余污泥为底物,构建了一种由无定型硫化钼改性硅纳米线(MoS3/SiNWs)光阴极和生物阳极组成的MPEC系统,研究了3组MPEC在不同的酸性阴极液pH和外加电压条件下的产氢及污泥减量效果.研究结果表明,MPEC在阴极液pH为1和3的条件下均能在无外加电压下自发产氢;pH=1的MPEC-1实验中平均产氢速率为(0.66±0.02) mL·h-1,约是pH=3的MPEC-2实验平均产氢速率的1.5倍,但阴极过酸的条件限制了其实际应用;pH为3、外加0.2 V电压的MPEC-3与MPEC-2相比,产氢周期由15 h增加到40 h,平均产氢速率由(0.44±0.05) mL·h-1提高到(0.52±0.04)mL·h-1,污泥TCOD、SCOD、TSS、VSS的降解率分别可达53.96％、70.18％、38.21％和61.76％.可见本文构建的MPEC系统是一种有前景的利用太阳能进行废物处理和资源化的新技术.

关键词：太阳能、MoS3/SiNWs光阴极、生物阳极、产氢、剩余污泥

所属期刊栏目：39

分类号：X705(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金41201303;山东省自然科学基金ZR2017QEE016;中央高校基本科研业务费专项基金17CX02075;中国石油大学华东研究生创新工程基金YCX2018048

在线出版日期：2019-07-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1868-1876