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，且在處理過程中可以以甲烷形式獲得額外的生物能，但由于甲烷沒有合理的利用方式將其燃燒掉而無法實(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)角度來說，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電極上以生物膜的形式生長，細(xì)胞呼吸過程中釋放出電子通過相關(guān)酶、輔酶和氧化還原型媒介(如果存在)傳遞給陽極，再通過外電路循環(huán)到達(dá)陰極形成電流。同時(shí)，在反應(yīng)過程中伴隨電子而產(chǎn)生的質(zhì)子從陽極室穿過質(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。因此通常向微生物燃料電池陽極室中人工投加電子介體來協(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、對微生物有毒等缺點(diǎn)。目前，通過純培養(yǎng)方式已經(jīng)從微生物燃料電池陽極室中分離出多種在無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、簡化了設(shè)計(jì)。