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1、中國環(huán)境科學(xué)2014,34(6):1491~1497ChinaEnvironmentalScience基于微生物燃料電池的污泥熱值檢測系統(tǒng)劉偉鳳,陳倩,劉云墊,李寧璨,童航君,張培林,成少安(浙江大學(xué)能源工程學(xué)系,浙江杭州310007)摘要:針對現(xiàn)有的污泥熱值分析方法所需儀器復(fù)雜、檢測步驟繁瑣、耗時長等問題,開發(fā)了一種基于微生物燃料電池(MFC)的污泥熱值檢測系統(tǒng),考察_『該系統(tǒng)用于污泥熱值檢測的可行性.結(jié)果表明,以污泥為底物的MFC運(yùn)行良好,在最佳外阻(300f~)下可以得到較高的輸出功率.MFC可在較短的時間內(nèi)(2~14h)完成啟動,并在最大電流下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行56h以
2、上.污泥熱值與MFC的產(chǎn)電電流呈現(xiàn)良好的線性相關(guān)性,由此確定出估算污泥熱值的計算公式,可以準(zhǔn)確估算污泥熱值.關(guān)鍵詞:污泥熱值;微生物燃料電池;電流;檢測系統(tǒng)中圖分類號:X703.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1000—6923(2014)06—1491—07Amicrobialfuelcell—baseddetectionsystemfortheheatingvalueofsludge.LIUWei—feng,CHENQian,LIUYun—kun,LINing·can,TONG·Hang-jun,ZHANGPei-lin,CHENGShao-an。(Departmentof
3、EnergyEngineeringofZhejiangUniversity,Hangzhou310007,China).ChinaEnvironmentalScience,2014,34(6):1491~1497Abstract:Currentdetectionmethodsfortheheatingvalueofsludgegenerallyrequireadvancedapparatus,complicatedmeasurementstepsandlongdetectiontime.Inordertoavoidtheseproblemsanoveldetections
4、ystembasedonmicrobialfuelcellswasproposedtodeterminetheheatingvalueofsludgeinthisstudy.Thefeasibilityofthedetectionsystemfortheheatingvaluemeasurementwasevaluated.ResultsshowedthattheMFCsfunctionedwellwhensludgewasusedasthesubstrate.Highpoweroutputswereobtainedundertheoptimalexternalresis
5、tance(300f~).TheMFCscouldstart-upquickly(within2-14h)andrunsteadilyforover56hwithamaximumcurrentoutput.TheheatingvalueofsludgeshowedasignificantlinearcorrelationwiththecurrentoutputofMFC.Accordingtothiscorrespondingrelationship,anestimationformulafortheheatingvalueofsludgewasestablished,S
6、Otheheatingvalueofsludgecanbepredictedaccurately.Keywords:heatingvalueofsludge;microbialfuelcell;current;detectionsystem污泥熱值是衡量污泥的燃燒特性和能量利固體(TS)含量來估算污泥熱值,大大簡化了污泥用價值的重要指標(biāo).目前,污泥熱值分析常用的方熱值的檢測步驟.該方法所需儀器簡單(只需要法包括氧彈熱量計測量法【JJ、元素分析法[2-3]和馬弗爐)、監(jiān)測時間短(約5-9h)、可靠性較高,但工業(yè)分析法【4】.氧彈熱量計測量法主要借鑒煤仍需要人工測定VS和TS
7、,檢測步驟相對較多,熱值的測量原理,是目前最常用的污泥熱值檢測且難以實現(xiàn)在線連續(xù)監(jiān)測.方法【』J.元素分析法是通過測定樣品中的C、H、微生物燃料電池(MFC)是一種新型的生物反N、s等元素的含量,然后經(jīng)回歸得到熱值估算公應(yīng)器[卜引.目前,許多研究者以剩余污泥為燃料,基式【21,或根據(jù)這些元素的含量及其在理想條件下于MFC技術(shù)實現(xiàn)了污泥的厭氧消化處理,同時進(jìn)完全燃燒產(chǎn)生的熱量,從理論上計算樣品的熱行電能回收[9-111.然而,目前以污泥為底物的MFC值【3;工業(yè)分析法則是通過測定樣品的揮發(fā)分、研究主要致力于如何提高污泥的降解效率