厌氧阳极铵根离子透过质子交换膜的特性.pdf

净水技术2014，33(6)：62—65 WaterPurificationTechnology 厌氧阳极铵根离子透过质子交换膜的特性 薛 腾 ，张建民，孟立刚 (西安_T程大学环境与化学工程学院，陕西西安 710048) 摘 要 建立双阴极微生物燃料电池产电装置，研究了装置物化作用下对厌氧阳极氨损失的影响。结果表明部分铵根离子 能透过质子交换膜。此外 ，好氧池曝气使阴极附近的局部pH升高使得铵根离子变成易挥发的氮态氮，减小了好氧池 、厌氧池 的浓度差，削弱了铵根离子透过膜的作用，此时阳极氨氮减少了3l％。另一方面，电流强度对铵根离子透过质子交换膜有促 进作用。当好氧池、厌氧池、缺氧池全闭合运行2h时，由于电流产生，阳极氨氮增加值为7．13mg／L，增加 1r58％。研究结果 对 ／0工艺耦合微生物燃料电池中氨损失的机理探究提供了理论基础。 关键词 双阴极 微生物电池 质子交换膜 物化作用 厌氧阳极 氨损失 中图分类号：x53 文献标识码：A 文章编号：1009—0177(2014)06—0062—04 CharacteristicsofAmmonium Ions Penetrating through Proton Exchange M embrane in AnaerobicAnode XueTeng，ZhangJianmin，MengLigang (XianPolytechnicUniversity，Xian 710048，China) Abstract Doublecathodemicrobialfuelcellwassetup，whichcanproduceelectricity．PhysicochemicaleffectofelectricitydeviceOU anaerobicammonialosswasstudied．Theresultsshow thatpartofammonium ionscanpenetratethroughprotonexchangemembrane．In addition，theaerationofaerobictankmakesthelocalpH highernearthecathode．Itcanreducetheconcentrationdifferenceofthe aerobictankand theanaerobictank becauseofvolatilization ofammonia and weakensthe effectofammonium ionsthrough the membrane．theanodeammonianitrogendecreasedby31％ ．Ontheotherhand currentpromoteammonium ionsthrough theproton exchangemembrane．Whenrunningtimeis2h，duetoelectricitygenerationinaerobictank，anaerobictankandanoxietankwhichis fullclosedcircuit，addedconcentrationofammonianitrogen is7．13mg／L，increasesby58％ ．Theresearchprovidesdatasupportfor themechanism ofammonialossofA ／O processcouplinginthemicrobialfuelcel1． Keywords doublecathode microbialfuelcell protonexchangemenlbrane physicochemiealeffect anaerobicanode ammonialoss 微生物燃料 电池 (MFC)对废水脱氮 的潜力巨 氧化和亚硝酸盐还原；(4)在生物阳极与一种未知 大，原因在于它不仅可以提高氮的去除率，还可以产 成分直接进行氨氧化。但 Rozendal等 发现许多 生清洁能源 。随着研究的深入 ，关注点已经从微 不同的阳离子 (不只是质子 ，也包括铵根离子)通过 生物电池与成熟的污水处理工艺结合后碳氮 比、溶 离子交换膜(CEM)，并认为阳极的氨损失可能是 由 解氧、pH等宏观指标对 MFC脱氮性能的