Журнал микробных и биохимических технологий

Абстрактный

Сравнение энергоэффективности и производительности микробного топливного элемента и традиционной аэрационной очистки сточных вод

Тайлер Хаггинс, Пол Х. Фаллгрен, Сон Джин и Чжиён Джейсон Рен

Технология микробных топливных элементов (MFC) обеспечивает недорогую альтернативу традиционной аэрированной очистке сточных вод, однако было мало сравнений между MFC и аэрационной очисткой с использованием реальных сточных вод в качестве субстрата. В этом исследовании делается попытка напрямую сравнить эффективность очистки сточных вод, потребление и выработку энергии среди трех реакторных систем — традиционного процесса аэрации, простой погружной конфигурации MFC и контрольного реактора, действующего аналогично естественным лагунам. Результаты показали, что все три системы смогли удалить >90% ХПК, но аэрация использовала меньшее время (8 дней), чем MFC (10 дней) и контрольный реактор (25 дней). По сравнению с аэрацией, MFC показала более низкую эффективность удаления при высокой концентрации ХПК, но гораздо более высокую эффективность при низком ХПК. Только система аэрации показала полную нитрификацию во время работы, что отражено в полном удалении аммиака и накоплении нитратов. Измерения взвешенных твердых частиц показали, что MFC снизила образование ила на 52–82% по сравнению с аэрацией, а также сэкономила 100% энергии аэрации. Более того, хотя реактор MFC и не предназначен для выработки большой мощности, он показал чистый прирост энергии в 0,3 Вт·ч/г ХПК/л или 24 Вт·ч/м3 (очищенные сточные воды) при выработке электроэнергии. Эти результаты показывают, что технология MFC может быть интегрирована в инфраструктуру сточных вод для обеспечения качества сточных вод и экономии эксплуатационных расходов.