����ȼ��늳؏Uˮ����̎�����g(sh��)
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(j��)�ɞ��ˮ�(d��ng)���������R�ăɴ��y�}��Ŀǰ,���ԏV�����õ�����������Ĵ��x���ó�ȥ�Uˮ���ЙC(j��)��Ⱦ��,����Ҫ���������ͅ�������̎��ɷN������Ȼ�����@�ɷN�����ڌ�(sh��)�`��(y��ng)����Ҳ����ȱ�c(di��n),��һ����,����������̎����Ҫ���Ĵ������������\(y��n)���M(f��i)�ø�,����һ����,�����y(t��ng)�ą�����ˇ�mȻ�\(y��n)���M(f��i)�ý��ͣ�����̎���^���п����Լ�����ʽ�@���~���������,�������ڼ���]�к��������÷�ʽ����ȼ�������o����(sh��)�F(xi��n)��Դ�Ļ���,����ѭ�h(hu��n)���ýǶȿ��]���ЙC(j��)�Uˮ���ְ�����һ����ȵ������オ�����|(zh��)�Ϳ������������|(zh��),������܉���ij�N��ʽ���л�����Դ���������|(zh��)�t���H���Ԝp�ُUˮ̎�����M(f��i)��,�����ҿ�����һ���̶��Ͼ��⮔(d��ng)ǰ���R����ԴΣ�C(j��)��
2 ����ȼ��늳ؘ�(g��u)���c����ԭ��
����ȼ��늳�(MFC)����������ֱ������߀ԭ�Կ����オ�����|(zh��),�����������a(ch��n)��ܵ��b��,��ԭ���cȼ��늳�(FC)���ƣ����������ñȼ״�������(f��)�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����(y��ng)�İl(f��)���^(q��)��U(ku��)չ����(x��)����������h(hu��n)��,�����쵽����늳ؽY(ji��)��(g��u)�wϵ�С�ꖘO���е�늻��W(xu��)���������څ����h(hu��n)���´�����늽�Һ��߀ԭ���ЙC(j��)����Ы@ȡ�������늘O��������Ĥ����ʽ���L,����(x��)�������^����ጷų����ͨ�^���P(gu��n)ø,���oø������߀ԭ��ý��(�������)���f�oꖘO����ͨ�^���·ѭ�h(hu��n)���_(d��)ꎘO�γ����,��ͬ�r,���ڷ���(y��ng)�^���а��S��Ӷ��a(ch��n)�����|(zh��)�ӏ�ꖘO�Ҵ��^�|(zh��)�ӽ��QĤ(PEM)���_(d��)ꎘO������ꎘO����(����Pt)���ڗl�����c������������ӽY(ji��)������ˮ,������߷���(y��ng)����ͨ����ꖘO�Ҕ���,��ꎘO���ؚ⡣
����������������ȼ�ϻ��|(zh��)������
ֻҪ���{(di��o)����(g��u)�ͻ��\(y��n)�Зl��,������MFC�����^�ߵ�Ч�ʮa(ch��n)��,��������a(ch��n)늡����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)���_(d��)ꎘO���ق��f�o�������ǂ��f�o���^�|(zh��)�ӽ��QĤ���|(zh��)��,���ɴ˽�(j��ng)�^�{(di��o)�����MFC���Գɞ�늻��W(xu��)�f(xi��)���a(ch��n)�����ﷴ��(y��ng)��(BEAMR),��늽�ˮ�a(ch��n)���������^�ߵğ����W(xu��)���᱾�|(zh��)���ڌ�(sh��)�`��Ҫ����늘O�ɶ�ʩ�Ӹ��_(d��)1.8 V���ҵ�늉�,����늻��W(xu��)�f(xi��)���a(ch��n)���ڟ����W(xu��)�Ϟ�şᷴ��(y��ng),�������������ЙC(j��)���ͬ�r�ų�����������ꖘO�a(ch��n)��0.3 V(�Ș�(bi��o)��(zh��n)��늘O)���ҵ�늉�,��ֻҪ���~��ʩ��0.25 V��늉�������ꎘO�a(ch��n)�����,����Փ�ϣ�1 mol�Ĵ����ܮa(ch��n)��4 mol�Ě��,������(sh��)�H�����������ēpʧ,��1 mol�Ĵ���ֻ�ܮa(ch��n)��2.9 mol�Ě�⡣
3 MFC�����܃�(y��u)��
3.1 ���(y��u)��
���:(x��)��Ĥ�����֬���ľ��ǵȲ���(d��o)����|(zh��),������y�Դ��^,�����ͨ��������ȼ��늳�ꖘO�����˹�Ͷ����ӽ��w��f(xi��)����ӂ��f���ݔ�����ʡ�Ȼ���@Щ���w�����M(f��i)�ð��F,����Ҫ���ڸ��Q,���������ж���ȱ�c(di��n)[2]��Ŀǰ,��ͨ�^�����B(y��ng)��ʽ�ѽ�(j��ng)������ȼ��늳�ꖘO���з��x����N�ڟo����������κ�����߀ԭ���w�ėl����Ҳ��(sh��)�F(xi��n)�^�����ݔ��������,��
3.2 ����(y��ng)����(g��u)�̓�(y��u)��
�p��������ȼ��늳�����ȱ�c(di��n)�ǃ�(n��i)���ꎘO��Ҫ�ؚ����������,������_�l(f��)��һ�N���͆���������ȼ��늳�,�����|(zh��)�ӽ��QĤ��������н��ٴ�����ꎘO�ϲ�ֱ�ӱ�¶�ڿ՚��У��@���ڱ���ͨ�L(f��ng)�ėl����,���՚��е��������ֱ��Ѹ�ٵ���늘O�Ϸ���(y��ng)[3],������������ȼ��늳ؾ�������(y��u)�c(di��n)����������ꎘO��늄�(d��o)�µă�(n��i)�衢�������\(y��n)���M(f��i)��,�����w�Ͻ����˷���(y��ng)���w�e,���������O(sh��)Ӌ��
3.3 늻��W(xu��)��(y��u)��
3.3.1ꖘO�ă�(y��u)��
ʯī���ʯī����ꖘO�ʹ�õIJ���,���������r,�����ӹ�,���д_���ı���e�ȃ�(y��u)�c(di��n)����ʯī�ӹ���ʯī�֞���������L�ṩ�˸���ı���e�Ķ���߷���(y��ng)������,������֮��ʯī߀���Լӹ���̼�w�S,��̼����̼��,��̼ĭ����ʽ,������ıȱ���e����ͨ�^ʹ�ò�ͬ���ľW(w��ng)���̼����̼���������팍(sh��)�F(xi��n)������p������������Ĥ���L��(d��o)�¿������Ć��},��
3.3.2ꎘO�ă�(y��u)��
����ȼ��늳صĹ���ݔ���c�_·�l�����ꖃɘO늄ݲ��ƽ��������,��ꖘO늄ݻ��������������ø�������_������ͬ�ķ���(y��ng)ϵ�y(t��ng)�ͻ��|(zh��)��ꖘO늄�Ӱ푲���,��ͨ����-300 mV(�����ژ�(bi��o)��(zh��n)��늘O),����˞��˫@������ݔ�����ʱ�����ꎘO늄ݡ�ꎘO늄��S��ꎘO늽�Һ��늘O���ϵ��x��׃���ܴ�,����ꎘO�Ժ������ˮ����늽�Һ��(d��o)�����@��ꎘO��늄�,����?y��n)�����ˮ�е��ܽ����^����һ��|(zh��)���f����,����ʹ���ڹ��w늘O�����߀ԭ�^��,������ͨ�^��ꎘOͶ���F�軯�������ܽ���������õ�������w,����(sh��)�(y��n)����,����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����(y��ng)�������M(j��n)�ж�����Ҫ�����á�������|(zh��)�ӽ��QĤ��(y��ng)���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����(y��ng),��Ŀǰ,���о�������һ�Nȫ�������|(zh��)�ӽ��QĤ�������^�ߵ��x�ӂ���(d��o)��,��������ɱ�������U(ku��)ɢ�����ƶ������ڹ��I(y��)��,����ʹ���|(zh��)�ӽ��QĤ���ǽ�(j��ng)��(j��)��Ч��MFC�O(sh��)Ӌ��ʽ��Ghangrekar��[5]��(g��u)����һ�N�oĤ����ȼ��늳�,��������̎���˹��ϳɏUˮ�rCOD,��BOD�Ϳ��P�ϵ�ȥ���ʷքe�_(d��)��88 %��87 %��50 %��ͬ�rͨ�^�s��늘O���x�@����10.09mW·m-2�����ݔ������,��
4 MFC��(y��ng)����
������Ƕȿ��],������ȼ��늳؏Uˮ̎�����g(sh��)��һ�N��������̎����ˇ�����ֲ�ͬ�ڂ��y(t��ng)�ą�����ˇ,������ȼ��늳��c�F(xi��n)�е��ЙC(j��)��l(f��)늺���ˮ̎�����g(sh��)���,����Փ���\(y��n)��߀�ǹ��ܷ��涼���кܶ���(y��u)�c(di��n)��
(1)����������U��/�ЙC(j��)��l(f��)�,���坍�h(hu��n)��
���܉�ֱ����������U����ЙC(j��)��a(ch��n)�����,���a(ch��n)������������������ˮ̎��S���\(y��n)�У�����������Ј�����,��
(2)������ֱ���D(zhu��n)�������,�������D(zhu��n)���ʸ�
�څ���̎���^���У��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������(y��ng)���ߣ���(sh��)�H��Ч�ʿ��_(d��)��80 %,��
(3)��(f��)늿�
MFC������Ҏ(gu��)��늳��ǘ�,����ʹ����һ���r�g�Ժ���Ҫ��늲����^�m(x��)ʹ�á�ÿ�����ú̵ܶĕr�g�a(b��)�����MFC�Ϳ����^�m(x��)����,��
(4)����a(ch��n)����
Ŀǰ,��̎���е͝���ЙC(j��)�Uˮ��ʹ�Â��y(t��ng)���Ǻ���̎���������ȱ�c(di��n)��Ҫ���ܺĸ�(1 kWh·kg-1 ̼ˮ������)��ʣ������a(ch��n)����(0.4 g ����·g-1 ���|(zh��)),��ᘌ��ߏ�(qi��ng)�ȵ��ЙC(j��)�Uˮ��̎��ͨ��ʹ��USB ��,��ؓ(f��)������ͨ���飺10~20 kgCOD·m-3·d-1�����Ҿ���(����һ��ȼ�����������D(zhu��n)�Q��)35 %�Ŀ����Ч��,����ζ������(y��ng)������ݔ����0.5~1 kW·m-3,������Ч����Ҫ�Q����ȼ���Ӛ�r�pʧ���������������������ں���̎��ʣ������a(ch��n)�����p��,����Փ�σH��0.077 ����g-1 ���|(zh��),����������ȼ��늳��^�̵ı��|(zh��),����ʣ������a(ch��n)����(y��ng)ԓ���ں���̎���c���������ɷN���x���֮�g,�����������ι������ȼ��늳ص����L������0.07~0.22 ֮�g�����ڏUˮ̎���O(sh��)����ʣ������̎���Ļ��M(f��i)��(sh��)�~��,���@һ��(sh��)���Ĝp�ٌ���ԓ�^�̵Ľ�(j��ng)��(j��)ƽ�������Ҫ����ʾ���x,��
(5)�����˚��w̎���^��
һ�ㅒ��̎���^���ų��Ě��w���иߝ�ȵĵ�?d��)�,����Ͷ�����̼���������Ҫ�ļ������,��MFC�ų��Ě��wһ��o���o��,������ֱ���ŷţ�
(6)�ɹ�(ji��)ʡ�ؚ��b��,��������Æ���MFC,���x�ÿ՚�ꎘO������ͨ�L(f��ng)�ķ�ʽ,���t����������������ؚ�,��
��ӹ���ɣ�MFC ���g(sh��)����ͬ���Uˮ̎���c�a(ch��n)늵����d����Uˮ̎�����g(sh��),��������δ��ˮ̎�����g(sh��)�c�Uˮ�YԴ���l(f��)չ�ķ���,��Ŀǰ��MFC ���о���̎���о��e���A��,�����@�õ��J(r��n)�R����Ϣ߀�ஔ(d��ng)����,��Ҫ�Ƅ����ڌ�(sh��)�H�Uˮ̎���еđ�(y��ng)���������������о��c���g(sh��)ͻ�ơ�
�����īI(xi��n)
[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(xi��n)��ʽ������,����������ȼ��늳؏Uˮ����̎�����g(sh��)[J]���V�|������2011,��38(10)��95-96)

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