串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水

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  摘要: 随着我国经济的发展以及人们生活水平的提高,我国的工业发展得到巨大的进步,其中含铜废水的行业如电镀加工、矿山开采、金属冶炼以及印刷电路板制造等行业,而这些行业在发展过程中所产生的废水中含有大量的铜,这些含铜的废水的排放对人们的生活环境具有较大的危害,因此加强对含铜废水的处理成为其中的关键,也越来越受到社会的关注。[2]通过串联补给式微生物燃料电池对含铜废水的处理,进而加强对含铜的工业废水的处理能力和效率,避免由于含铜废水对我国环境造成的危害。本文针对微生物燃料电池以及串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水的实验等方面进行探究,进而推动我国废水处理技术的提高。
  关键字: 串联补给式微生物燃料电池;含铜废水;加速处理
  【中图分类号】S141.8
  【文獻标识码】B
  【文章编号】2236-1879(2017)08-0195-02
  前言
  随着世界经济的发展,其工业发展的速度越来越快,在工业发展中,其快速发展所带来的危害也逐渐现象。在重工业的发展,含有铜的工业废水的排放日益增加,有其中电镀以及金属冶炼等行业。但是,在工业废水的排放中,如何对含铜废水进行加工处理,就会产生大量的经济价值,但是如果直接排放,就会对自然环境和水体造成污染,最终影响人体健康。因此,借助微生物燃料电池的处理方式,提高对含铜废水的处理效率,提高其处理能力,进而提高工业的经济效益,起到经济发展与环境保护相协调的目的。
  1微生物燃料电池
  微生物燃料电池是一种利用微生物的新陈代谢作用讲化学能转变为电能的一种装置和设备,这种方式效率高且无污染,进而成为现今使用较为广泛的一种含铜废水处理技术。[3]在利用微生物进行含铜处理中,阳极上的微生物降解有机物产生的电子和质子,将产生的电子传递到阳极,之后经过外电路达到阴极,进而产生电流。其中质子通过质子交换膜到达阴极,在阴极与电子、氧化剂等发生还原反应,故而完成电池内部电荷的传递。因此,这种微生物燃料电池具有以下几个优势:
  第一,效率高。在微生物燃料电池的作用下,将含铜的废水进行加速处理,其处理过程只需要将化学能转变为电能即可,不需要额外的工作,其转变的效率较高。因此,具有工作效率高的特点。
  第二,绿色环保。在微生物燃料电池的作用下进行含铜废水处理,主要是利用微生物的新陈代谢作用,在其过程中不会产生大量的污染,加之其转变过程较为简单便捷,进而具有绿色环保的优势。
  第三,经济效益高。在利用微生物燃料电池记性含铜废水处理中,由于其使用的材料方便获得,其处理过程效率较高,进而使得其处理技术具有较高的经济效益。
  2串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水
  2.1实验设备。
  在进行串联补给式的微生物燃料电池加速处理含铜废水地实验中,实验设备的选择和配置是其第一步。在进行实验中,可以使用由有机玻璃制定的反应器,阳极室主要为直径为三厘米,长三厘米的圆筒状的阳极室,其有效的体积为二十八立方厘米,室顶有两个直径为一厘米的小孔,平时用橡胶塞堵住。阴极室的设置也是如此。两室中间用阳离子交换膜或阴离子交换膜隔开,使用营养液作为产电菌的营养基质阴阳极的电极材料使用碳刷。实验装置由两个双室的反应器构成,进而组成实验装置。
  2.2实验方法。
  通过对实验装置的设置,之后就是进行含铜废水进行处理。在进行含铜废水的处理中,要将含铜的废水置于实验装置中,之后就将活性污泥和自配的营养液按照一比一的比例混合放入装置中,并在进行实验的过程中对其进行观察,将其实验反应的过程进行书面性的书写,进而保障之后对其的分析和整理。在布置实验之后,就是对实验的情况进行测定,在进行测定的过程中,由于是对含铜废水的电能进行测定,因此可以采取化学阻抗肥西电极电化学作用的方式进行测定。在实验的过程中,要可以通过改变加在阴阳两极之间的正弦信号的频率,之后测量得到电极的阻抗,并将其结果制作成图,之后就可以获得内阻的详细情况。因此,在进行含铜废水的微生物燃料电池胶乳处理的实验中,要将其实验结果进行整理和分析,通过图示的直观方式,进而分析其结果。
  2.3实验结果与分析。
  在通过微生物燃料电池的加速处理含铜废水中,通过对电阻情况的分析,进而了解串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水的效果。在进行实验的过程中,通过图示的方式了解到,随着实验中高锰酸钾浓度的增加,电池的内阻在逐渐变小,电子在电解液和电极之间的转移速率不断增大,进而使得含铜废水的处理效率变大,其处理效果明显。[2]其中,在进行实验的过程中,处理对电阻的看绿之外,其处理方式也提高了对铜的回收,在串联补给式的微生物燃料电池的作用下,通过将含铜废水进行处理,将其中的铜元素进行回收,进而再次利用,保障了废水的利用效率。
  2.4注意事项。
  在进行串联补给式的微生物燃料电池加入处理含铜废水的实验中,通过对含铜废水的处理,进而提高对废水的利用率。在进行实验的过程中,首先要注意,实验装置的设计要符合实验的设计要求,尤其是反应器的材料,可以根据其实验情况进行修改。之后在进行实验的过程中,对实验中的情况和数据要进行书面性的记录,之后将其数据制作成图,方便对其进行观察和研究。
  结语
  总而言之,随着我国工业的发展以及经济的进步,我国在工业发展中所带来的环境污染和生态破坏也逐渐增加,其中工业废水就是其中的重要方面。在我国的工业发展中,工业建设常常需要消耗大量的能源,在其消耗的过程中不可避免的就会产生大量的废气和废水,一旦废气和废水没有经过处理就排放到大自然中,就会对我们的生存环境造成一定的危害。[4]因此,在对含铜废水的处理中借助其微生物燃料电池进行加速处理,进而降低含铜废水对人体的危害和对环境的污染,从而做到工业的可持续发展。
  参考文献
  [1]李静, 王晓慧, 王钊,等. 串联补给式微生物燃料电池加速处理含铜废水[J]. 环境工程学报, 2017, 11(5):2666-2670.
  [2]刘维平, 印霞棐, 路娟娟,等. 无膜微生物燃料电池处理含铜废水回收铜及其产电性能[J]. 中国有色金属学报, 2017(3):648-654.
  [3]印霞棐, 刘维平, 姜璐. 利用微生物燃料电池回收含铜废水中的铜[J]. 环境工程, 2014, 32(9):152-157.
  [4]刘远峰, 耿风华, 刘建波,等. 微生物燃料电池处理含铜废水的研究[J]. 环境污染与防治, 2017, 39(2):185-190.
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