OsMFC技术处理污泥 提高质子传递效率
剩余污泥作为城市污水处理厂废水处理的一种副产物，成分非常复杂，含有大量易降解有机物、恶臭物质、重金属、病原菌、寄生虫，如果随意排放或不恰当处置，将对生态环境造成二次污染，对人类活动构成威胁。然而剩余污泥中同样富含大量潜在能源物质和丰富的氮、磷等营养元素，可以作为一种资源加以利用。
目前，对剩余污泥能源化利用方式主要包括污泥热解气化产燃气、焚烧及厌氧消化产甲烷[等技术。污泥热解工艺流程较为复杂、操作相对困难，且污泥的高含水率不适于直接利用，需干化预处理；污泥燃烧供热技术因污泥含水率高、反应能耗高及燃烧后气态污染物难控制等问题，限制了其推广使用；厌氧消化产甲烷技术也存在着甲烷的分离纯化等问题。近年来，随着微生物产能技术的不断发展，微生物燃料电池(MFC)技术在产电微生物作用下可以将有机物直接转化为电能，因其具有生化反应条件温和、操作简单、产生清洁能源等特点，逐渐引起国内外研究者的关注。
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OsMFC工艺流程示意图
随着研究的不断深入，研究者们逐渐发现，经MFC处理后，剩余污泥的含固率下降(约30％～40％)，但污泥中的水未得到有效分离。污泥含水率升高，在进行后续处理前必须进一步脱水浓缩，不仅增加了相关费用，也复杂了处理工艺流程，制约了MFC在剩余污泥处理中的发展和应用。正渗透一微生物燃料电池(OsMFC)以正渗透(FO)膜代替传统的质子交换膜，与传统MFC相比可以提升质子的传递效率。
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试验用污泥主要性质
研究结果表明：在外阻470欧条件下，OsMFC的输出电压为(206±6)mV，输出功率为(231±13)mW/m³，OsMFC的内阻主要表现为极化内阻。随着反应的进行，FO膜水通量逐渐下降，整个系统产水率为58.7％，污泥体积减少为原体积的41.3％。实验测得阳极室消化污泥的TCOD，MLSS，MLVSS消解率分别为22.2％，32.8％和47.6％，MLVSS/MLSS值也从0.71减小到0.52。汲取液满足国家相关标准，稀释后可以作为钾肥灌溉农田。OsMFC可同步实现污泥浓缩消化并产电，为以后污泥浓缩提供了新的思路和方向。
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