微生物および生化学技術ジャーナル

概要

微生物燃料電池と従来の曝気による廃水処理のエネルギーと性能の比較

タイラー・ハギンズ、ポール・H・フォールグレン、ソン・ジン、ジヨン・ジェイソン・レン

微生物燃料電池（MFC）技術は、従来の曝気廃水処理に代わる低コストの代替手段を提供しますが、実際の廃水を基質として使用してMFCと曝気処理を比較したものはほとんどありませんでした。この研究では、3つのリアクターシステム（従来の曝気プロセス、単純な水中MFC構成、および天然ラグーンと同様に機能する制御リアクター）間で、廃水処理の効率とエネルギー消費および生成を直接比較します。結果は、3つのシステムすべてが90％を超えるCODを除去できたが、曝気はMFC（10日）および制御リアクター（25日）よりも短い時間（8日）かかったことを示しました。曝気と比較して、MFCは高COD濃度では除去効率が低くなりましたが、CODが低い場合ははるかに高い効率を示しました。曝気システムのみが、完全なアンモニア除去と硝酸塩の蓄積に反映され、操作中に完全な硝化を示しました。浮遊物質の測定では、MFCは曝気と比較して汚泥生成を52〜82％削減し、曝気エネルギーを100％節約しました。さらに、高電力発電用に設計されていないにもかかわらず、MFC リアクターは、発電において 0.3 Wh/g COD/L または 24 Wh/m3 (廃水処理済み) の正味エネルギー増加を示しました。これらの結果は、MFC 技術を廃水インフラストラクチャに統合して、排水品質を満たし、運用コストを節約できることを示しています。