����ȼ��늳؏Uˮ����̎�����g
1 ˮ��Ⱦ�F(xi��n)���c��ˮ�YԴ��
�S�����r(n��ng)�I(y��)���a(ch��n)�İl(f��)չ���˂�����ˮƽ�����,��ˮ��Ⱦ�c��ԴΣ�C�ɞ��ˮ����������R�ăɴ��y�},��Ŀǰ���ԏV�����õ�����������Ĵ��x���ó�ȥ�Uˮ���ЙC��Ⱦ��,����Ҫ���������ͅ�������̎��ɷN����,��Ȼ�����@�ɷN�����ڌ��`������Ҳ����ȱ�c,��һ���棬��������̎����Ҫ���Ĵ���������,���\���M�ø�,����һ���棬���y(t��ng)�ą�����ˇ�mȻ�\���M�ý���,������̎���^���п����Լ�����ʽ�@���~���������,�������ڼ���]�к��������÷�ʽ����ȼ�������o�����F(xi��n)��Դ�Ļ��ա���ѭ�h(hu��n)���ýǶȿ��],���ЙC�Uˮ���ְ�����һ����ȵ������オ�����|(zh��)�Ϳ������������|(zh��),������܉���ij�N��ʽ���л�����Դ���������|(zh��)�t���H���Ԝp�ُUˮ̎�����M��,�����ҿ�����һ���̶��Ͼ��⮔ǰ���R����ԴΣ�C��
2 ����ȼ��늳ؘ�(g��u)���c����ԭ��
����ȼ��늳�(MFC)����������ֱ������߀ԭ�Կ����オ�����|(zh��),�����������a(ch��n)��ܵ��b��,��ԭ���cȼ��늳�(FC)���ƣ����������ñȼ״��������s��ȼ��,�����y(t��ng)������ȼ��늳؞��p����,���քe���Ă��������ֽM�ɣ�ꖘO�ҡ�ꎘO��,���|(zh��)�ӽ��QĤ��늽�Һ(��D1��ʾ)[1],��
![]() |
�D1 ���͵�H������ȼ��늳ؽY(ji��)��(g��u)ʾ��D
Fig.1 Schematic picture of a typical two-chamber MFC
����ȼ��늳صĻ���ԭ���Ǵ��Ƴ�Ҏ(gu��)����ӂ��f朵Ă��f���Ѯa(ch��n)��������������,�����Ы@ȡ����,������һ���Ƕȁ��f���ǰ�ԭ��������߀ԭ�����İl(f��)���^(q��)��Uչ��������������h(hu��n)��,�����쵽����늳ؽY(ji��)��(g��u)�wϵ��,��ꖘO���е�늻��W���������څ����h(hu��n)���´�����늽�Һ��߀ԭ���ЙC����Ы@ȡ�������늘O��������Ĥ����ʽ���L�����������^����ጷų����ͨ�^���Pø,���oø������߀ԭ��ý��(�������)���f�oꖘO,����ͨ�^���·ѭ�h(hu��n)���_ꎘO�γ������ͬ�r,���ڷ����^���а��S��Ӷ��a(ch��n)�����|(zh��)�ӏ�ꖘO�Ҵ��^�|(zh��)�ӽ��QĤ(PEM)���_ꎘO,������ꎘO����(����Pt)���ڗl�����c������������ӽY(ji��)������ˮ������߷�������ͨ����ꖘO�Ҕ���,��ꎘO���ؚ�,��
����������������ȼ�ϻ��|(zh��)������
ֻҪ���{(di��o)����(g��u)�ͻ��\�Зl��������MFC�����^�ߵ�Ч�ʮa(ch��n)��,��������a(ch��n)�,�����w�����錢ꎘO���]��ȥ����,�����������·ѭ�h(hu��n)��ʩ��һ��С��늉�,��������ꎘO�a(ch��n)���,�����ԭ���,��������x�a(ch��n)������ӽ�(j��ng)�^���·ѭ�h(hu��n)���_ꎘO���ق��f�o�������ǂ��f�o���^�|(zh��)�ӽ��QĤ���|(zh��)��,���ɴ˽�(j��ng)�^�{(di��o)�����MFC���Գɞ�늻��W�f(xi��)���a(ch��n)�����ﷴ����(BEAMR),��늽�ˮ�a(ch��n)���������^�ߵğ����W���᱾�|(zh��)���ڌ��`��Ҫ����늘O�ɶ�ʩ�Ӹ��_1.8 V���ҵ�늉�����늻��W�f(xi��)���a(ch��n)���ڟ����W�Ϟ�şᷴ��,�������������ЙC���ͬ�r�ų�����,������ꖘO�a(ch��n)��0.3 V(�Ș˜ʚ�늘O)���ҵ�늉���ֻҪ���~��ʩ��0.25 V��늉�������ꎘO�a(ch��n)�����,����Փ��,��1 mol�Ĵ����ܮa(ch��n)��4 mol�Ě�⡣�����H�����������ēpʧ,��1 mol�Ĵ���ֻ�ܮa(ch��n)��2.9 mol�Ě��,��
3 MFC�����܃�(y��u)��
3.1 ���(y��u)��
���:��Ĥ�����֬���ľ��ǵȲ�������|(zh��)������y�Դ��^,�����ͨ��������ȼ��늳�ꖘO�����˹�Ͷ����ӽ��w��f(xi��)����ӂ��f���ݔ������,��Ȼ���@Щ���w�����M�ð��F����Ҫ���ڸ��Q,���������ж���ȱ�c[2],��Ŀǰ��ͨ�^�����B(y��ng)��ʽ�ѽ�(j��ng)������ȼ��늳�ꖘO���з��x����N�ڟo����������κ�����߀ԭ���w�ėl����Ҳ���F(xi��n)�^�����ݔ��������,��
3.2 ��������(g��u)�̓�(y��u)��
�p��������ȼ��늳�����ȱ�c�ǃ�(n��i)���,��ꎘO��Ҫ�ؚ����������������_�l(f��)��һ�N���͆���������ȼ��늳�,�����|(zh��)�ӽ��QĤ��������н��ٴ�����ꎘO�ϲ�ֱ�ӱ�¶�ڿ՚���,���@���ڱ���ͨ�L�ėl���£��՚��е��������ֱ��Ѹ�ٵ���늘O�Ϸ���[3],������������ȼ��늳ؾ�������(y��u)�c����������ꎘO��늄��µă�(n��i)��,���������\���M�á����w�Ͻ����˷������w�e,���������OӋ,��
3.3 늻��W��(y��u)��
3.3.1ꖘO�ă�(y��u)��
ʯī���ʯī����ꖘO�ʹ�õIJ��ϣ��������r,�����ӹ�,���д_���ı���e�ȃ�(y��u)�c����ʯī�ӹ���ʯī�֞���������L�ṩ�˸���ı���e�Ķ���߷���������,������֮��ʯī߀���Լӹ���̼�w�S,��̼����̼��,��̼ĭ����ʽ,������ıȱ���e����ͨ�^ʹ�ò�ͬ���ľW(w��ng)���̼����̼���������팍�F(xi��n)������p������������Ĥ���L���¿������Ć��},��
3.3.2ꎘO�ă�(y��u)��
����ȼ��늳صĹ���ݔ���c�_·�l�����ꖃɘO늄ݲ��ƽ��������,��ꖘO늄ݻ��������������ø�������_������ͬ�ķ���ϵ�y(t��ng)�ͻ��|(zh��)��ꖘO늄�Ӱ푲���,��ͨ����-300 mV(�����ژ˜ʚ�늘O),����˞��˫@������ݔ�����ʱ�����ꎘO늄ݡ�ꎘO늄��S��ꎘO늽�Һ��늘O���ϵ��x��׃���ܴ�,����ꎘO�Ժ������ˮ����늽�Һ�������@��ꎘO��늄�,���������ˮ�е��ܽ����^����һ��|(zh��)���f����,����ʹ���ڹ��w늘O�����߀ԭ�^��,������ͨ�^��ꎘOͶ���F�軯�������ܽ���������õ�������w,��������,����H������ȼ��늳��У�ʹ���F�軯����ꎘO��ʹ���K-�՚���ꎘO�a(ch��n)�������ݔ������Ҫ��1.5~1.8��[4],��
3.3.3�|(zh��)�ӽ��QĤ�ă�(y��u)��
�|(zh��)�ӽ��QĤ(PEM)���ھS��MFC늘O�ɶ�pH��ƽ��,��늘O�����������M�ж�����Ҫ�����á�������|(zh��)�ӽ��QĤ�����У�(1)���|(zh��)�Ӹ�Ч�ʂ��f��ꎘO,��(2)��ֹȼ��(����)��������w(����)���w��,����ͨ������r�ǣ��|(zh��)�ӽ��QĤ�����|(zh��)�ӂ��f������׃���ꖘO��pH,���Ķ��p����������Ժ���ӂ��f����,������ꎘO�|(zh��)�ӹ��o������Ӱ��������߀ԭ������Ŀǰ,���о�������һ�Nȫ�������|(zh��)�ӽ��QĤ,�������^�ߵ��x�ӂ����ԣ�������ɱ�������Uɢ�����ƶ������ڹ��I(y��)��,����ʹ���|(zh��)�ӽ��QĤ���ǽ�(j��ng)����Ч��MFC�OӋ��ʽ,��Ghangrekar��[5]��(g��u)����һ�N�oĤ����ȼ��늳أ�������̎���˹��ϳɏUˮ�rCOD,��BOD�Ϳ��P�ϵ�ȥ���ʷքe�_��88 %,��87 %��50 %��ͬ�rͨ�^�s��늘O���x�@����10.09mW·m-2�����ݔ������,��
4 MFC������
������Ƕȿ��],������ȼ��늳؏Uˮ̎�����g��һ�N��������̎����ˇ�����ֲ�ͬ�ڂ��y(t��ng)�ą�����ˇ,������ȼ��늳��c�F(xi��n)�е��ЙC��l(f��)늺���ˮ̎�����g���,����Փ���\��߀�ǹ��ܷ��涼���кܶ���(y��u)�c��
(1)����������U��/�ЙC��l(f��)�,���坍�h(hu��n)��
���܉�ֱ����������U����ЙC��a(ch��n)�����,���a(ch��n)������������������ˮ̎��S���\��,������������Ј����ۡ�
(2)������ֱ���D(zhu��n)�������,�������D(zhu��n)���ʸ�
�څ���̎���^����,���a(ch��n)�����Ӛ�ȼ���l(f��)늕r�������ݔ������������ֻ��ռݔ��������1/3,���mȻͨ�^������ʽ���Ի���һ��������,��������Ч����Ȼͣ����30 %������������ȼ��늳ص������D(zhu��n)���]�����g�^��,����������D(zhu��n)��Ч����������,�����H��Ч�ʿ��_��80 %��
(3)��늿�
MFC������Ҏ(gu��)��늳��ǘ�,����ʹ����һ���r�g�Ժ���Ҫ��늲����^�m(x��)ʹ��,��ÿ�����ú̵ܶĕr�g�a�����MFC�Ϳ����^�m(x��)������
(4)����a(ch��n)����
Ŀǰ,��̎���е͝���ЙC�Uˮ��ʹ�Â��y(t��ng)���Ǻ���̎��,�������ȱ�c��Ҫ���ܺĸ�(1 kWh·kg-1 ̼ˮ������)��ʣ������a(ch��n)����(0.4 g ����·g-1 ���|(zh��))��ᘌ��ߏ��ȵ��ЙC�Uˮ��̎��ͨ��ʹ��USB ��,��ؓ������ͨ���飺10~20 kgCOD·m-3·d-1,�����Ҿ���(����һ��ȼ�����������D(zhu��n)�Q��)35 %�Ŀ����Ч�ʣ���ζ������������ݔ����0.5~1 kW·m-3,������Ч����Ҫ�Q����ȼ���Ӛ�r�pʧ������,���������������ں���̎��ʣ������a(ch��n)�����p�٣���Փ�σH��0.077 ����g-1 ���|(zh��),�,���������ȼ��늳��^�̵ı��|(zh��)����ʣ������a(ch��n)����ԓ���ں���̎���c���������ɷN���x���֮�g,�����������ι������ȼ��늳ص����L������0.07~0.22 ֮�g,�����ڏUˮ̎���O����ʣ������̎���Ļ��M��(sh��)�~���@һ��(sh��)���Ĝp�ٌ���ԓ�^�̵Ľ�(j��ng)��ƽ�������Ҫ����ʾ���x,��
(5)�����˚��w̎���^��
һ�ㅒ��̎���^���ų��Ě��w���иߝ�ȵĵ���,����Ͷ�����̼���������Ҫ�ļ������,��MFC�ų��Ě��wһ��o���o��,������ֱ���ŷţ�
(6)�ɹ�(ji��)ʡ�ؚ��b��,��������Æ���MFC,���x�ÿ՚�ꎘO������ͨ�L�ķ�ʽ,���t����������������ؚ�,��
��ӹ����,��MFC ���g����ͬ���Uˮ̎���c�a(ch��n)늵����d����Uˮ̎�����g��������δ��ˮ̎�����g�c�Uˮ�YԴ���l(f��)չ�ķ���,��Ŀǰ,��MFC ���о���̎���о��e���A�Σ����@�õ��J�R����Ϣ߀�ஔ����,��Ҫ�Ƅ����ڌ��H�Uˮ̎���еđ����������������о��c���gͻ�ơ�
�����īI
[1]Logan B E ,��Regan J M ��Microbial fuel cells-Challenges and Applications[J]��Environ Sci Technol,��2006��40��5172-5180��
[2]Bond D R��Electrode-Reducing Microorganisms that Harvest Energy from Marine Sediments[J]��Science,��2002,��295��483-485��
[3]Cheng S��Liu H,��Logan B E��Increased performance of single-chamber microbial fuel cells using an improved cathode structure[J]��Electrochemistry Communications��2006,��8��489-494��
[4]Oh S��Logan B E��Proton exchange membrane and electrode surface areas as factors that affect power generation in microbial fuel cells[J]��Appl Microbiol Biotechnol��2006,��70��162-169��
[5]Ghangreka M M,��Shinde V B��Performance of membrane-less microbial fuel cell treating wastewater and effect of electrode distance and area on electricity production[J]��Bioresource Technology��2007,��98��1531-1535��
(�����īI��ʽ������,����������ȼ��늳؏Uˮ����̎�����g[J]���V�|������2011,��38(10)��95-96)

ʹ����“��һ��”��������“���v�h(hu��n)���W(w��ng)”