Embr에서 탄소 섬유 브러시 전극은 어떤 기능을 하나요? Cod 제거 및 막 수명 연장

탄소 섬유 브러시 전극은 전기화학 막 생물 반응기(EMBR) 내에서 고효율 양극 역할을 합니다. 주요 기능은 유기물을 분해하고 전기 전류를 생성하는 전기생성 박테리아의 성장을 지원하는 거대한 비표면적을 제공하는 것입니다.

핵심 요점 탄소 섬유 브러시는 시스템의 생물학적 엔진 역할을 합니다. 박테리아 군집을 위한 표면적을 최대화함으로써, 오염 물질의 동시 산화(COD 제거)와 음극에서의 막 오염을 완화하는 데 필요한 전자 흐름 생성을 촉진합니다.

생물학적 기초: 표면적 및 군집

독특한 "브러시" 구조는 큰 비표면적을 만들기 위해 특별히 선택되었습니다.

이 광대한 표면적은 전기생성 박테리아가 군집을 이루고 생물막을 형성할 수 있는 충분한 공간을 제공합니다.

이 특수 박테리아는 양극의 기능적 작업자입니다.

이들은 탄소 섬유에 부착되어 폐수 중에 존재하는 유기물을 적극적으로 분해합니다.

전기화학 전지의 맥락에서 탄소 섬유 브러시는 산화가 발생하는 장소인 양극으로 기능합니다.

박테리아가 유기물을 분해함에 따라, 전자을 탄소 섬유로 직접 방출합니다.

브러시에 의해 포착된 후, 이 전자들은 양극에서 외부 회로를 통해 흐릅니다.

회로는 전도성 구리 막 음극에 의해 완성되어, 시스템이 박테리아 활동으로 생성된 에너지를 활용할 수 있도록 합니다.

브러시 위의 박테리아에 의한 유기물 분해는 직접적으로 수처리로 이어집니다.

이 과정은 폐수의 화학적 산소 요구량(COD)을 크게 낮춥니다.

브러시에 의해 생성된 전자 흐름은 시스템에 필수적인 전기화학적 지원을 제공합니다.

이 전기 전류는 음극(막)과 상호 작용하여 오염 물질 축적을 적극적으로 줄이거나 방지하여 여과 시스템의 수명을 연장합니다.

탄소 섬유 브러시는 독립적으로 기능할 수 없으며, 폐쇄된 전기화학 루프에 전적으로 의존합니다.

전도성 구리 막 음극과의 연결이 끊어지면, 전자가 흐를 수 없고 생물학적 산화 과정이 중단됩니다.

전극의 효율성은 살아있는 생물막의 건강에 의해 결정됩니다.

표준 금속 전극과 달리, 탄소 섬유 브러시는 전기생성 박테리아를 유지하는 조건이 필요하므로 시스템은 생물학적 충격이나 독성에 민감합니다.

EMBR 설정을 최적화하려면 탄소 섬유 브러시가 특정 목표와 어떻게 일치하는지 고려하십시오.

주요 초점이 수질(COD 제거)인 경우: 유기물 분해 속도를 높이기 위해 박테리아 생물막 밀도를 최대화하기 위해 브러시의 표면적을 우선시하십시오.
주요 초점이 막 수명인 경우: 지속적인 전기화학적 오염 완화를 보장하기 위해 브러시와 음극 사이의 일관된 전기 연결을 유지하는 데 집중하십시오.

탄소 섬유 브러시는 생물학적 폐기물을 처리 시스템을 깨끗하고 효율적으로 유지하는 데 필요한 전기 에너지로 변환합니다.

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Defei Liu, Yue Situ. Dual-Function Conductive Copper Hollow Fibers for Microfiltration and Anti-biofouling in Electrochemical Membrane Bioreactors. DOI: 10.3389/fchem.2018.00445

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