微生物燃料電池污水處理設(shè)備：

隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人們生活水平的提高，水污染與能源危機(jī)成為了當(dāng)今世界面臨的兩大難題。目前，仍廣泛采用的是利用微生物的代謝作用除去廢水中有機(jī)污染物，主要包括好氧和厭氧生物處理兩種方法。然而，這兩種方法在實(shí)踐應(yīng)用中也存在缺點(diǎn)。

一方面，好氧生物處理需要消耗大量的能量，運(yùn)行費(fèi)用高。

另一方面，傳統(tǒng)的厭氧工藝雖然運(yùn)行費(fèi)用降低，且在處理過(guò)程中可以以甲烷形式獲得額外的生物能，但由于甲烷沒(méi)有合理的利用方式將其燃燒掉而無(wú)法實(shí)現(xiàn)能源的回收。從循環(huán)利用角度考慮，有機(jī)廢水中又包含著一定濃度的易生物降解物質(zhì)和可再生利用物質(zhì)，如果能夠以某種方式從中回收能源和有用物質(zhì)。

微生物燃料電池污水處理設(shè)備性能優(yōu)化：

基本原理是打破常規(guī)的電子傳遞鏈的傳遞方向，把產(chǎn)生的電子引到外界，從中獲取能量。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，是把原本的氧化還原反應(yīng)的發(fā)生區(qū)域擴(kuò)展到細(xì)胞以外的外界環(huán)境，延伸到整個(gè)電池結(jié)構(gòu)體系中。陽(yáng)極室中的電化學(xué)活性微生物在厭氧環(huán)境下催化氧化電解液中還原性有機(jī)物從中獲取能量在陽(yáng)電極上以生物膜的形式生長(zhǎng)，細(xì)胞呼吸過(guò)程中釋放出電子通過(guò)相關(guān)酶、輔酶和氧化還原型媒介(如果存在)傳遞給陽(yáng)極，再通過(guò)外電路循環(huán)到達(dá)陰極形成電流。同時(shí)，在反應(yīng)過(guò)程中伴隨電子而產(chǎn)生的質(zhì)子從陽(yáng)極室穿過(guò)質(zhì)子交換膜(PEM)到達(dá)陰極，并在陰極催化劑(例如Pt)存在條件下與那里的氧氣和電子結(jié)合生成水。為提高反應(yīng)速率通常在陽(yáng)極室攪拌，陰極室曝氣。

微生物細(xì)胞膜含有類脂或肽聚糖等不導(dǎo)電物質(zhì)，電子難以穿過(guò)。因此通常向微生物燃料電池陽(yáng)極室中人工投加電子介體來(lái)協(xié)助電子傳遞提高輸出功率。然而這些介體具有費(fèi)用昂貴、需要定期更換、對(duì)微生物有毒等缺點(diǎn)。目前，通過(guò)純培養(yǎng)方式已經(jīng)從微生物燃料電池陽(yáng)極室中分離出多種在無(wú)需外界添加任何氧化還原介體的條件下也實(shí)現(xiàn)較高電能輸出的微生物。

雙室型微生物燃料電池最大的缺點(diǎn)是內(nèi)阻大、陰極需要曝氣而消耗能量。最近開(kāi)發(fā)的一種新型單室型微生物燃料電池，將質(zhì)子交換膜捆綁在鍍有金屬催化劑的陰極上并直接暴露于空氣中，這樣在被動(dòng)通風(fēng)的條件下，空氣中的氧氣就能直接迅速得在電極上反應(yīng)。單室型微生物燃料電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：降低了由陰極超電勢(shì)導(dǎo)致的內(nèi)阻、降低了運(yùn)行費(fèi)用、整體上降低了反應(yīng)器體積、簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。