基于有机底物的锌铜双室微生物燃料电池产电与废水处理的对比评估

《Scientific Reports》：Comparative assessment of electricity generation and wastewater treatment in a Zn–Cu dual-chamber microbial fuel cell using organic substrates

　　

摘要

微生物燃料电池（MFCs）为同步进行废水处理与生物发电提供了一条可持续途径。本研究构建了一种低成本双室MFC，配备锌-铜电极，比较了真实有机废弃物（厨余垃圾、饼干残渣和茶叶残渣）与葡萄糖及市政废水的性能表现。在所测试的底物中，使用厨余垃圾获得了最高的功率密度，峰值输出为144.4 mW/m2，化学需氧量去除率为87%，表明其适合作为混合有机底物。葡萄糖产生的最大功率密度为67.9 mW/m2，表明其在15天内具有较高的但短期的能量发电能力；而饼干残渣和茶叶残渣表现出中等的发电量（分别为47.1和36.9 mW/m2），但COD去除率较低（分别为60%和56%）。市政废水仅产生有限的输出（7.8 mW/m2，COD去除率72%）。这些结果表明，非均质食物残渣，尤其是厨余垃圾，可以作为MFCs的高效底物，在资源有限的环境中提供能源回收和废水处理的双重效益。