Attempt of performance upgrade of microbial fuel cells equipped with denitrifying bio-cathodes and applicability to nitrogen removal

反硝化生物阴极微生物燃料电池性能升级尝试及脱氮应用

• 批准号: 23560639
• 负责人: WATANABE TOMOHIDE
• 金额: $ 3.41万
• 依托单位: Gunma University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560639/
• 关键词: 微生物燃料電池; 脱窒; バイオカソード; 廃水処理; 窒素処理; バイオリアクター

Fundamental characteristics of microbial fuel cells (MFCs) equipped with denitrifying biocathodes under anoxic condition were experimentally investigated. The characteristics of cathodic reaction, microbial community in cathodic biofilm, the effects of operational condition and electrode configuration on MFC performance were discussed on the basis of the experimental results obtained. Biological nitrate reduction rate on cathode was rate-limiting step for power generation in the MFC equipped with denitrifying biocathodes. The power generation of MFC using a packed bed of granular graphite as electrodes reached 730mW/m3 with organic matter (acetate) degradation in anode compartment and denitrification in cathode compartment. In cathodic biofilm, autotrophic denitrifying bacteria such as Paracoccus denitrificans were predominantly detected.

实验研究了缺氧条件下配备生物阴极的微生物燃料电池（MFC）的基本特性。根据实验结果，讨论了阴极反应的特点、阴极生物膜中的微生物群落、操作条件和电极结构对MFC性能的影响。阴极上硝酸盐的生物还原速率是微生物燃料电池发电的限速步骤。以石墨填充床为电极的MFC产电能力达到730 mW/m3，阳极室降解有机物（乙酸盐），阴极室反硝化。在阴极生物膜中，主要检测到自养硝化细菌如副球菌。

项目成果

カソードが一槽式微生物燃料電池の性能に及ぼす影響

阴极对单槽微生物燃料电池性能的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: ペリー史子;榊原和彦;福井義員;ペリー史子;塚本直幸・吉川耕司・波床正敏・ペリー史子;野中邦宏・波床正敏・西田圭佑・大島秀樹;伊藤雅・青山吉隆・大西学;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;木元貴紀，窪田恵一，渡邉智秀;石原佑樹，窪田恵一，室井文篤，粕谷健一，渡邉智秀;佐藤和紀，窪田恵一，渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;石原佑樹,渡邉智秀;田中千穂,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀，窪田恵一;石原佑樹，窪田恵一，粕谷健一，渡邉智秀;窪田恵一，石原佑樹，木元貴紀，渡邉智秀;石原佑樹,赤峰康人,渡邉智秀
• 通讯作者: 石原佑樹,赤峰康人,渡邉智秀

微生物燃料電池の性能に及ぼす影響因子の検討

微生物燃料电池性能影响因素研究

• 发表时间: 2012
• 作者: ペリー史子;榊原和彦;福井義員;ペリー史子;塚本直幸・吉川耕司・波床正敏・ペリー史子;野中邦宏・波床正敏・西田圭佑・大島秀樹;伊藤雅・青山吉隆・大西学;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;木元貴紀，窪田恵一，渡邉智秀;石原佑樹，窪田恵一，室井文篤，粕谷健一，渡邉智秀;佐藤和紀，窪田恵一，渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;石原佑樹,渡邉智秀;田中千穂,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀，窪田恵一;石原佑樹，窪田恵一，粕谷健一，渡邉智秀;窪田恵一，石原佑樹，木元貴紀，渡邉智秀;石原佑樹,赤峰康人,渡邉智秀;田中千穂,渡邉智秀;赤峰康人,太田直希,渡邉智秀
• 通讯作者: 赤峰康人,太田直希,渡邉智秀

一槽式MFCの出力に及ぼすエアカソードからの酸素透過の影響

空气阴极透氧量对单槽MFC产量的影响

• 期刊: 第48回日本水環境学会年会
• 作者: ペリー史子;榊原和彦;福井義員;ペリー史子;塚本直幸・吉川耕司・波床正敏・ペリー史子;野中邦宏・波床正敏・西田圭佑・大島秀樹;伊藤雅・青山吉隆・大西学;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀
• 通讯作者: 木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀

脱窒バイオカソードを用いた微生物燃料電池に及ぼす操作条件の影響

运行条件对使用反硝化生物阴极的微生物燃料电池的影响

• 发表时间: 2012
• 作者: ペリー史子;榊原和彦;福井義員;ペリー史子;塚本直幸・吉川耕司・波床正敏・ペリー史子;野中邦宏・波床正敏・西田圭佑・大島秀樹;伊藤雅・青山吉隆・大西学;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;佐藤和紀,窪田恵一,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,室井文篤,粕谷健一,渡邉智秀;木元貴紀,窪田恵一,渡邉智秀;木元貴紀，窪田恵一，渡邉智秀;石原佑樹，窪田恵一，室井文篤，粕谷健一，渡邉智秀;佐藤和紀，窪田恵一，渡邉智秀;窪田恵一,石原佑樹,木元貴紀,渡邉智秀;石原佑樹,窪田恵一,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀,窪田恵一;石原佑樹,渡邉智秀;田中千穂,粕谷健一,渡邉智秀;渡邉智秀，窪田恵一;石原佑樹，窪田恵一，粕谷健一，渡邉智秀;窪田恵一，石原佑樹，木元貴紀，渡邉智秀;石原佑樹,赤峰康人,渡邉智秀;田中千穂,渡邉智秀;赤峰康人,太田直希,渡邉智秀;田中千穂,赤峰康人,粕谷健一,渡邉智秀
• 通讯作者: 田中千穂,赤峰康人,粕谷健一,渡邉智秀

Nitrate reduction and power generation in a microbial fuel cell equipped with denitrifying biocathode

配备反硝化生物阴极的微生物燃料电池中的硝酸盐还原和发电

• 发表时间: 2011
• 作者: T. Watanabe;K. Shinogi and Y. Akamine
• 通讯作者: K. Shinogi and Y. Akamine