1.课题来源与背景 课题来源:广东省科技计划项目“基于微生物燃料电池原理的城市污泥磷回收技术与设备”（项目编号：2015A020215017）。 氮磷随意排放导致严重的环境污染和大量的资源浪费，磷资源的回收利用迫在眉睫。目前，磷回收工艺方法主要分为沉淀法和结晶法等，这些方法均需要额外投加单一钙源、镁源和调节pH所用的大量化学药剂。微生物燃料电池主要利用微生物的催化氧化作用，将储存在有机物中的化学能直接转化为电能的装置，具有去除污染与产电的双重功效。因此，MFC能利用廉价易得的钙源或镁源，并可以最大程度降低污泥中磷回收成本并提高产品的磷含量，逐渐成为最具潜力最具应用价值的磷回收技术。

     2.技术原理及性能指标 针对我国磷矿资源日益匮乏但水环境中磷含量过高导致水体富营养化的现状，本项目以城市污水处理厂厌氧消化污泥为对象，开展基于微生物燃料电池（MFC）原理的鸟粪石磷回收技术与设备的研发。项目已筛选高效产电微生物2株，研究了其产电特性，设计、构建了新型高效、低成本的 MFC装置，并通过系统运行与优化，形成了MFC城市污泥磷回收技术与设备，实现了城市污泥中磷的高效回收、清洁电能产生、污泥无害处置的三重功效。。 （一）分离纯化与鉴定出2株高效产电微生物，研究了其产电特性。利用传统微生物筛选分离方法，从古森林土壤中成功分离获得2株高效产电细菌，分别是Klebsiella pneumoniae L17和Corynebacterium humireducens MFC5。燃料利用谱及特性研究结果表明，分离获得的产电细菌具有Fe(III)呼吸与产电呼吸活性，可用于微生物燃料电池产电。 （二）构建了制作简单、造价低廉和高效产电的MFC装置。针对微生物燃料电池现有部件-膜阴极组制备过程复杂且需要专用设备、材料价格昂贵、机械性能较差等的缺陷，构建了以碳毡阴极、“布+镍基导电漆”等低成本导电阴极材料、膜材料和贵金属催化剂。在此基础上，利用“布+镍基导电漆”阴极组和石墨基阴极组构建的单室管状燃料电池并进行了系统运行。 （三）基于鸟粪石原理，形成了污泥MFC磷回收体系，阐明了MFC磷回收机制。耦合鸟粪石原理及MFC产电机制，建立了MFC磷回收体系：优化空气阴极MFC磷回收装置的运行参数，提高了 MFC 装置中鸟粪石的生成率。考察了空气阴极MFC磷回收装置在开路和闭路两种情况下磷的回收率，结果显示，空气阴极MFC可以显著增加磷的回收率。研究了空气阴极MFC磷回收装置中初始离子浓度、Mg2+摩尔离子浓度、pH和水力停留时间等运行因素对磷回收率和鸟粪石生产率的影响。结果表明，初始消化污泥中需加入一定量的Mg2+，使P: Mg2+的摩尔比为1:1，鸟粪石能大量生成；最佳pH和水力停留时间分别为10和6 d。运行优化后的空气阴极MFC磷回收装置，磷去除率为68.5%，COD去除率为86.8%，最大输出功率为3.8A/m3，鸟粪石纯度较高。 （四）MFC的城市污泥磷回收技术与设备研发。根据内插式MFC的特点，构建了内插式空气阴极MFC回收鸟粪石系统，将其进行小试运行，实现了污水中有机物去除、氮、磷资源回收和产电的高效运行。

     3. 技术的创造性与先进性 （1）针对城市污水厂剩余污泥中富含磷的现状，项目开展磷回收关键技术与设备的研发，形成污泥稳定-减容减量-磷资源回收一体化技术体系，可以同时实现城市污泥无害化、减量化和资源化的目标，研究思路上具有创新。 （2）研发基于微生物燃料电池技术的污泥中鸟粪石磷回收工艺与设备，有效结合了电化学技术和鸟粪石磷回收工艺的优势，可获得纯度高的鸟粪石晶体等绿色环保产品，市场潜力巨大，技术工艺上创新明显。

    4. 技术的成熟程度，适用范围和安全性 技术成熟度：本项目建立了MFC城市污泥磷回收技术与设备，产品处于中试阶段。 适用范围：项目产品主要用于有机高磷废水处理。 安全性：项目够贱的系统具有废水处置、产电及磷回收三重功效，绿色环保安全。

    5.应用情况及存在的问题 项目开发的了MFC城市污泥磷回收技术与设备，已应用于城市污泥处置，但距离产业化还有一点距离。

    6.历年获奖情况 无。