OsMFC技術處理污泥 提高質子傳遞效率
剩余污泥作為城市污水處理廠廢水處理的一種副產物，成分非常復雜，含有大量易降解有機物、惡臭物質、重金屬、病原菌、寄生蟲，如果隨意排放或不恰當處置，將對生態環境造成二次污染，對人類活動構成威脅。然而剩余污泥中同樣富含大量潛在能源物質和豐富的氮、磷等營養元素，可以作為一種資源加以利用。
目前，對剩余污泥能源化利用方式主要包括污泥熱解氣化產燃氣、焚燒及厭氧消化產甲烷[等技術。污泥熱解工藝流程較為復雜、操作相對困難，且污泥的高含水率不適于直接利用，需干化預處理；污泥燃燒供熱技術因污泥含水率高、反應能耗高及燃燒后氣態污染物難控制等問題，限制了其推廣使用；厭氧消化產甲烷技術也存在著甲烷的分離純化等問題。近年來，隨著微生物產能技術的不斷發展，微生物燃料電池(MFC)技術在產電微生物作用下可以將有機物直接轉化為電能，因其具有生化反應條件溫和、操作簡單、產生清潔能源等特點，逐漸引起國內外研究者的關注。
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OsMFC工藝流程示意圖
隨著研究的不斷深入，研究者們逐漸發現，經MFC處理后，剩余污泥的含固率下降(約30％～40％)，但污泥中的水未得到有效分離。污泥含水率升高，在進行后續處理前必須進一步脫水濃縮，不僅增加了相關費用，也復雜了處理工藝流程，制約了MFC在剩余污泥處理中的發展和應用。正滲透一微生物燃料電池(OsMFC)以正滲透(FO)膜代替傳統的質子交換膜，與傳統MFC相比可以提升質子的傳遞效率。
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試驗用污泥主要性質
研究結果表明：在外阻470歐條件下，OsMFC的輸出電壓為(206±6)mV，輸出功率為(231±13)mW/m³，OsMFC的內阻主要表現為極化內阻。隨著反應的進行，FO膜水通量逐漸下降，整個系統產水率為58.7％，污泥體積減少為原體積的41.3％。實驗測得陽極室消化污泥的TCOD，MLSS，MLVSS消解率分別為22.2％，32.8％和47.6％，MLVSS/MLSS值也從0.71減小到0.52。汲取液滿足國家相關標準，稀釋后可以作為鉀肥灌溉農田。OsMFC可同步實現污泥濃縮消化并產電，為以后污泥濃縮提供了新的思路和方向。
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