低炭素社会を構築する微生物燃料電池の機能解明及び発電型水・炭素資源循環技術の創生

阐明微生物燃料电池构建低碳社会的功能及创造发电水碳资源循环技术

• 批准号: 11J09656
• 负责人: 窪田 恵一
• 金额: $ 0.83万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09656/
• 关键词: 微生物燃料電池; Microbial Fuel Cell; 嫌気性処理; エアカソード; 排水処理; 一槽型

有機性廃水から電気としてエネルギーを回収できる微生物燃料電池の廃水処理に関する技術開発を目的として、主に二項目について研究を行った。下記にそれぞれの結果を示す。1.新規アノード電極の作成昨年度開発を試みたグラニュールアノードの開発を引き続き行った。ニュートラルレッド等のメディエーターをグラニュール作成時に添加を行う等の改善を試みた。その結果、僅かながらの出力性能の向上は見られたが、十分な性能を達成することは不可能であった。より導電性の高い素材の利用や装置形状の改善等の抜本的な改善が必要であることが示唆された。2.実排水組成による微生物燃料電池の連続排水処理特性評価試験は、それぞれ処理槽の液有効容積120mlを持つ一槽型微生物燃料電池を2台使用した。2台の装置共にアノード電極にはカーボンフェルト、カソード電極にはエアカソードを使用した。排水には廃糖蜜を使用し、電気伝導度確保等を目的としてリン酸緩衝液等を含む培地に所定濃度(500mgCOD/L)になるように希釈して供試した。処理は、前段の微生物燃料電池の処理水が後段微生物燃料電池に流入するプラグフロー型で行った。結果として、HRT各13時間(全HRT26時間)の条件下で、全体での平均COD除去率79.8%、クーロン効率11.6%、出力密度は、前段MFCで0.55W/m3、後段MFCでは0.53W/m3を発揮する事が可能であった。また、上記の装置でHRT一定(全体で24時間)のもと有機物濃度変化によって容積負荷を変更し、その影響を評価した。低容積負荷では有機物濃度不足によって生じる装置の出力密度の低下が顕著であった。一方で高容積負荷時では、メタン生成による電子の損失の影響が大きくなることを明らかとし、微生物燃料電池における最適な容積負荷条件設定に関する知見を収集した。

Organic waste water, electric waste water, recycling waste water, microbial fuel cell waste water Handle the technical development purpose of the project and the research and development of the main project. The results of the following are shown below. 1. The new regulations of the electrode were made last year and the test was conducted last year. When creating the new ニュートラルレッドのメディエーターをグラニュール, I added the を行ううの IMPROVEMENT and tried it out.そのRESULTS, only かながらの上の见られたが, 10% なperformance をachieving することはimpossibleであった. Utilization of materials with high electrical conductivity and improvement of device shapes are necessary to improve the performance of the device. 2. Drainage composition: Evaluation of the drainage treatment characteristics of the microbial fuel cell. The effective volume of the liquid in the treatment tank is 120ml. Two units of one tank type microbial fuel cell were used. The 2 devices are equipped with にアノードelectrode にはカーボンフェルト and カソードelectrode にはエアカソードをした. Drainage molasses is used, and the electrical conductivity is ensured. The purpose of the acid buffer solution is to contain the specified concentration (500mgCOD/L) of the specified concentration (500mgCOD/L) and the test is carried out. The treated water of the microbial fuel cell in the front stage and the microbial fuel cell in the rear stage flow into the するプラグフローtype で行った. As a result, under the conditions of 13 hours each of として and HRT (full HRT 26 hours), the average COD removal rate of the entire での was 79.8%, and the クーロン efficiency was 1 1.6%, the output density is 0.55W/m3 for the front-end MFC, and 0.53W/m3 for the rear-end MFC. Therefore, the HRT of the above-mentioned equipment is fixed (all time is 24 hours), the organic matter concentration is changed, the volume load is changed, and the impact is evaluated. A low volumetric load means that the concentration of organic matter is insufficient and the output density of the device is low. When one side has a high volume load, the impact of the loss of electrons caused by the generation of では and メタン is caused by the large きくなることを明らかとし、Microbial fuel cell におけるOptimum volume load condition setting に switch and knowledge を collection した.

项目成果

Evaluations of short-chain fatty acid degradation and electricity generation in Single-chamber Microbial Fuel Cell

单室微生物燃料电池中短链脂肪酸降解和发电的评价

• DOI: 10.2208/jscejer.68.iii_379
• 发表时间: 2012
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. G (Environmental Research)
• 作者: 窪田恵一;山口隆司;珠坪一晃
• 通讯作者: 珠坪一晃

Evaluation of process performance and electrical characteristic of a Baffled Single-chamber Microbial Fuel Cell for wastewater treatment

用于废水处理的折流板单室微生物燃料电池的工艺性能和电特性评估

• 发表时间: 2011
• 作者: 窪田恵一;山口隆司;珠坪一晃;窪田恵一;Mari Aoki;窪田恵一;Keiichi KUBOTA
• 通讯作者: Keiichi KUBOTA

低級脂肪酸含有排水の微生物燃料電池における分解・発電特性の評価

含低级脂肪酸废水微生物燃料电池分解及发电特性评价

• 发表时间: 2013
• 期刊: 土木学会論文集G
• 作者: 窪田恵一;山口隆司;珠坪一晃
• 通讯作者: 珠坪一晃

回分式-槽型微生物燃料電池による中間代謝低級脂肪酸の分解特性・発電性能の評価

利用间歇罐微生物燃料电池评价中间代谢低级脂肪酸的分解特性和发电性能

• 发表时间: 2012
• 作者: 窪田恵一;山口隆司;珠坪一晃;窪田恵一
• 通讯作者: 窪田恵一

廃糖蜜を用いた微生物燃料電池の連続排水処理特性評価

废糖蜜微生物燃料电池连续废水处理特性评价

• 发表时间: 2013
• 作者: 窪田恵一;山口隆司;珠坪一晃
• 通讯作者: 珠坪一晃