KR20130077122A - Recovery of silver from wastewater coupled with power generation using a microbial fuel cell - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A collection of silver metal from wastewater and an electric power generation method using a microbial fuel cell are provided to collect a silver, and to manufacture an electric power with an efficient cost by using a silver ion like a silver ion effluent as a cathode electron-receptor of a microbial fuel cell. CONSTITUTION: A collection of silver metal from wastewater and an electric power generation method using a microbial fuel cell comprise the following steps: an anode electrolyte which is ammonium hydroxide and potassium perchlorate, and a buffer solution which is 4 - (2- hydroxyethyl) -1- piperazine - ethanesulfonic acid and 4 - (2- hydroxyethyl) -1- piperazine - ethanesulfonic acid sodium salt compound are manufactured for a nutritional fluid necessary for microorganism and used; and perchlorate is used for a cathode electrolyte.

Description

미생물 연료전지를 이용한 폐수로부터 은 금속의 회수 및 전력 생산 방법{RECOVERY OF SILVER FROM WASTEWATER COUPLED WITH POWER GENERATION USING A MICROBIAL FUEL CELL}Recovery of silver metal from wastewater using microbial fuel cell and power generation method {RECOVERY OF SILVER FROM WASTEWATER COUPLED WITH POWER GENERATION USING A MICROBIAL FUEL CELL}

본 발명은 은 함유 중금속 폐수를 전자 수용체로 하고 유기물 폐수를 전자 공여체로 사용한 고성능의 미생물 연료전지(MFC; microbial fuel cell)를 이용하여 은 금속을 회수하면서 전력을 생산하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing electric power while recovering silver metal using a high performance microbial fuel cell (MFC) using silver-containing heavy metal wastewater as an electron acceptor and organic wastewater as an electron donor.

귀금속으로서의 수요 때문에 최근 은의 회수 및 제거가 활발하게 연구되고 있다. Recently, the recovery and removal of silver has been actively studied due to the demand as a precious metal.

은은 금이나 백금과 같이 값 비싼 금속은 아니지만 더 비싼 귀금속과 마찬가지로 자연에 제한된 양으로 존재한다. Silver is not an expensive metal like gold or platinum, but it is present in a limited amount in nature, as is the more expensive precious metal.

더욱이 현재의 환경 기준 조건은 산업폐수로부터 ppm 수준까지 금속 이온을 제거할 것을 요구하고 있다(de Radigues, Q., Santoro, R., Proost, J., 2010. Kinetic transitions during Ag and Cu electrorecovery on reticulated vitreous carbon electrodes in flow-by mode. Chem. Eng. J. 162, 273-277 기재 참조). Moreover, current environmental reference conditions require the removal of metal ions from the industrial wastewater to ppm levels (de Radigues, Q., Santoro, R., Proost, J., 2010. Kinetic transitions during Ag and Cu electrorecovery on reticulated vitreous carbon electrodes in flow-by mode.see Chem. Eng. J. 162, 273-277).

어떤 은 화합물은 고농도에서 물고기를 포함한 수생 생물에 극심한 독성이 있는 것으로 밝혀졌다(Naddy, R.B., Gorsuch, J.W., Rehner, A.B., McNerney, G.R., Bell, R.A., Kramer, J.R., 2007. Chronic toxicity of silver nitrate to Ceriodaphnia Dubia and Daphnia Magna, and potential mitigating factors. Aquat. Toxicol. 84, 1-10 기재 참조). Some silver compounds have been found to be extremely toxic to aquatic organisms including fish at high concentrations (Naddy, RB, Gorsuch, JW, Rehner, AB, McNerney, GR, Bell, RA, Kramer, JR, 2007. Chronic toxicity of silver nitrate to Ceriodaphnia Dubia and Daphnia Magna, and potential mitigating factors.See Aquat.Toxicol. 84, 1-10).

또한, 은과 필수 영양소, 특히 셀레늄, 구리, 비타민 E 및 B12 사이의 상호작용으로부터 초래되는 잠재적인 독성도 흥미 있는 연구 과제이다(Afzali, D., Mohadesi, A. R., Jahromi, B. B., Falahnejad, M., 2011. Separation of trace amount of silver using dispersive liquid-liquid based on solidification of floating organic drop microextraction. Anal. Chim. Acta 684, 54-58 기재 참조).Also of interest is the potential toxicity resulting from the interaction between silver and essential nutrients, especially selenium, copper, vitamin E and B12 (Afzali, D., Mohadesi, AR, Jahromi, BB, Falahnejad, M.). Separation of trace amount of silver using dispersive liquid-liquid based on solidification of floating organic drop microextraction.Anal. Chim.Acts 684, 54-58.

이러한 배경을 고려하면, 폐수로부터 효과적으로 은을 회수 또는 재생할 필요성이 존재한다. Given this background, there is a need to effectively recover or reclaim silver from wastewater.

은 회수는 사용 후 폐기된 전기 및 전자 용품(Aktas, S., 2010. Silver recovery from spent silver oxide button cells. Hydrometallurgy 104, 106-111 기재 참조) 및 광산 폐수(Koseoglu, H., Kitis, M., 2009. The recovery of silver from mining wastewaters using hybrid cyanidation and high-pressure membrane process. Mineral Eng. 22, 440-444 기재 참조) 등으로부터 시행되어 왔다. Silver recovery is based on electrical and electronic supplies discarded after use (Aktas, S., 2010. Silver recovery from spent silver oxide button cells, see Hydrometallurgy 104, 106-111) and mine wastewater (Koseoglu, H., Kitis, M. , 2009. The recovery of silver from mining wastewaters using hybrid cyanidation and high-pressure membrane process.See Mineral Eng. 22, 440-444).

은의 회수에 있어서 생흡착법은 비용면에서 효율적이지만(Das, N., 2010. Recovery of precious metals through biosorption - A review. Hydrometallurgy 103, 180-189 기재 참조), 주된 단점으로 낮은 회수율과 선택성을 가지는 문제점이 있다. Biosorption is a cost-effective way of recovering silver (see Das, N., 2010.Recovery of precious metals through biosorption-A review. Hydrometallurgy 103, 180-189). There is this.

침전된 AgCl은 금속 아연 분말을 사용한 환원에 의하여 99.99% 순도의 은으로 변환되지만(Aktas, S., 2010. Silver recovery from spent silver oxide button cells. Hydrometallurgy 104, 106-111 기재 참조), 이 방법은 이차 오염을 일으켜 추가적인 비용이 소요된다. Precipitated AgCl is converted to 99.99% pure silver by reduction with metal zinc powder (see Aktas, S., 2010.Silver recovery from spent silver oxide button cells. Hydrometallurgy 104, 106-111). Secondary pollution causes additional costs.

질산 수용액으로부터 전기화학적 은 회수를 위하여 전기화학적 석출법이 응용되었다(Raju, T., Chung, S. J., Moon, I. S., 2009. Electrochemical recovery of silver from waste aqueous Ag(I)/Ag(II) redox mediator solution used in mediated electrooxidation process. Korean J. Chem. Eng. 26(4), 1053-1057 참조). Electrochemical precipitation was applied to recover electrochemical silver from nitric acid solution (Raju, T., Chung, SJ, Moon, IS, 2009. Electrochemical recovery of silver from waste aqueous Ag (I) / Ag (II) redox mediator solution used in mediated electrooxidation process.See Korean J. Chem. Eng. 26 (4), 1053-1057).

이 방법은 은 1 ㎏ 생산 당 3.81 KWh 비율의 높은 전기에너지를 요구한다는 문제점이 있다.This method has a problem of requiring high electrical energy at a rate of 3.81 KWh per kilogram of silver produced.

한편, 미생물 연료전지는 환원전극부의 미생물이 기질인 유기물질을 분해할 때 생성되는 전자를 산화전극부에 전달해 전압를 발생시키는 것으로, 최근 폐수나 퇴적물 같은 오염물질을 정화하는 데 사용되고 있다. Meanwhile, microbial fuel cells generate electrons by transferring electrons generated when microorganisms in a cathode part decompose organic substances, which are substrates, to the anode part, and have been recently used to purify pollutants such as waste water and sediments.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제2003-0038240호(2003. 05. 16)에서는 저영양성 전기화학활성 미생물을 이용한 연료전지형 생화학적 산소요구량 측정기 및 이를 이용한 생화학적 저농도 산소요구량 측정 방법을 개시하고 있다. For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0038240 (2003. 05. 16) discloses a fuel cell type biochemical oxygen demand meter using a low nutritional electrochemically active microorganism and a biochemical low concentration oxygen demand measuring method using the same. have.

또한, 공개특허공보 제2008-0066460호(2008. 07. 16)에서는 미생물 연료전지 반응조 내에 있는 미생물에 의해 폐수의 유기물이 분해되는 과정에서 나오는 에너지를 전기 에너지로 전환하여 미생물의 생장을 제한시킴으로써, 이에 따른 슬러지 생산량을 감소시키는 장치를 개시하고 있다. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-0066460 (2008. 07. 16), by limiting the growth of microorganisms by converting the energy from the process of decomposition of organic matter in the waste water by the microorganisms in the microbial fuel cell reaction tank to electrical energy, A device for reducing the sludge production accordingly is disclosed.

공개특허공보 제2010-0109234호(2010. 10. 08)에서는 생물전기화학 시스템을 이용한 탈 염소화 방법을 개시하고 있으며, 공개특허공보 제2010-0137766호(2010. 12. 31)에서는 호소 등의 저층에 축적되는 퇴적물의 퇴적층에 음극을 설치하고 수표면에 양극을 설치하여 미생물을 이용한 퇴적층의 유기물을 간접적으로 산화하는 미생물 연료전지와 이를 이용한 온실효과 저감 방법을 개시하고 있다. Patent Publication No. 2010-0109234 (October 08, 2010) discloses a dechlorination method using a bioelectrochemical system, and Patent Publication No. 2010-0137766 (December 31, 2010) discloses a lower layer such as an appeal. The present invention discloses a microbial fuel cell that indirectly oxidizes organic matter in a sediment layer using microorganisms by installing a cathode on a sediment layer deposited on the sediment and an anode on a water surface, and a method of reducing greenhouse effect using the same.

그러나, 미생물 연료전지를 이용하여 중금속을 제거하거나 귀금속을 회수하는 기술은 알려지지 않았다. However, techniques for removing heavy metals or recovering precious metals using microbial fuel cells are not known.

이에 본 발명자들은 미생물 연료전지로 중금속을 제거하는 방법에 대하여 대한민국 특허출원 제2011-42226호로 출원한 바 있다.The present inventors have applied for a method for removing heavy metals with a microbial fuel cell as Korean Patent Application No. 2011-42226.

그러나 상기 특허에는 인산 화합물(KH2PO4, K2HPO4)을 완충용액으로 과량 사용하고, 전해질로 염소 이온 함유하는 화합물(NH4Cl)을 사용함으로 인해, 은 이온이 금속으로 석출되는 동안 염화물(AgCl) 또는 인산염으로 침전도 함께 생성되어, 회수의 효율이 현격히 떨어지는 문제점이 있다.However, the patent uses an excessive amount of phosphoric acid compounds (KH 2 PO 4 , K 2 HPO 4 ) as a buffer solution, and uses a compound containing chlorine ions (NH 4 Cl) as an electrolyte, so that silver ions are precipitated as metals. Precipitation is also produced with chloride (AgCl) or phosphate, which leads to a problem that the efficiency of recovery is significantly reduced.

본 발명의 목적은 종래의 은 회수 기술이 갖는 오염 및 비용 문제 등을 고려하여 이를 극복하고자 한 것으로, 최근 폐수나 퇴적물 같은 오염물질을 정화하는 데 사용되는 미생물 연료전지를 이용하여 부수적으로 전력을 생산하면서, 부산물 없이 경제적으로 은 함유 폐수로부터 은을 회수하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.An object of the present invention is to overcome the problems in consideration of the pollution and cost problems of the conventional silver recovery technology, and by using the microbial fuel cell used to purify contaminants such as waste water and sediments, it is incidentally produced power To provide a method for recovering silver from silver-containing wastewater economically without by-products.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는, 산화전극과 환원전극, 그리고 양 전극실 사이의 분리막을 구비한 미생물 연료전지에서 산화전극 및 환원전극 전해질(anolyte)에 전해질로 수산화암모늄(NH4OH)과 과염소산염(KClO4, NaClO4) 및 완충용액으로 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산(HEPES), HEPES 나트륨염 등이 Ag+의 침전을 형성하지 않는다는 점에 착안하여, 이들의 화합물을 미생물에 필요한 영양액으로 제조하여 사용하는, 혐기성 미생물을 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, in the present invention, in a microbial fuel cell having a separator between the anode and the cathode, and both electrode chambers, ammonium hydroxide (NH 4 OH) and the anode and the cathode are used as electrolytes in the anode. Perchlorate (KClO 4 , NaClO 4 ) and 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfonic acid (HEPES), HEPES sodium salt, etc. in buffer do not form precipitates of Ag + The present invention provides a method of recovering silver metal from silver-containing wastewater using an anaerobic microorganism, which produces and uses these compounds as a nutrient solution required for microorganisms, while simultaneously producing electric power.

상기의 사용 가능한 완충용액으로 2-[N-모르홀리노]에탄 술포네이트(MES), 피페라진-N, N’비스[2-에탄술포네이트](PIPES), 보릭애시드, 4-나이트로페놀, 시스테아민, 1H-이미다졸, 피리딘, 2-피리딘 아민, 2-클로로 페놀, 3-클로로 페놀, 2-나이트로 페놀, 4-나이트로 페놀, 메톡시 피리딘, 2,3-다이메틸 피리딘, 2,4-다이메틸 피리딘, 2,4,6-트리메틸 피리딘, 타이로신아마이드, 니코틴, N,N-다이에틸 아닐린, N-(2-하이드록시에틸)피페라진-N’(4- 부탄 술포닉 산) (HEPBS), N-(2-하이드록시에틸)피페라진-N’(2-하이드록시프로판 술포닉 산)(HEPPSO) 등을 하나 이상 추가로 사용할 수 있다.The above buffers can be used as 2- [N-morholino] ethane sulfonate (MES), piperazine-N, N'bis [2-ethanesulfonate] (PIPES), boric acid, 4-nitrophenol , Cysteamine, 1H-imidazole, pyridine, 2-pyridine amine, 2-chloro phenol, 3-chloro phenol, 2-nitro phenol, 4-nitro phenol, methoxy pyridine, 2,3-dimethyl pyridine , 2,4-dimethyl pyridine, 2,4,6-trimethyl pyridine, tyrosine amide, nicotine, N, N-diethyl aniline, N- (2-hydroxyethyl) piperazine-N '(4-butane sulphate Phonic acid) (HEPBS), N- (2-hydroxyethyl) piperazine-N '(2-hydroxypropane sulfonic acid) (HEPPSO) and the like may be further used.

이들 완충용액 시스템은 Ag+를 환원전극 전해질로 사용한 환원전극과 유기물과 미생물을 사용한 산화전극으로 이루어지는 미생물 연료전지의 구성을 통하여 전력을 생산하는 시스템에 적용 가능하다.These buffer solution systems are applicable to a system for generating electric power through the construction of a microbial fuel cell comprising a cathode using Ag + as a cathode electrode and an anode using organic materials and microorganisms.

본 발명의 미생물 연료전지에 사용할 수 있는 혐기성 미생물은 Alpha, Beta, Delta-proteobacteria, Clostridia, Shewanella oneidensis MR-1, DSP-10, Shewanella putrefaciens SR-21, IR-1, MR-1, Geobacter sulfurreducens, Geobacter sulfurreducens KN400, Ochrobactrum anthropi YZ-1, Brevibacillus sp. PTH1, E. coli K12 HB101, Aeromonas hydrophila, Corynebacterium sp. MFC03, Leptothrix discophora SP-6, Bacillus licheniformis, Bacillus thermoglucosidasius, Spirulina platensis, Bacillus subtilis, Enterococcus gallinarum, Acetobacter aceti, Gluconobacter roseus 등이 있다. Anaerobic microorganisms that can be used in the microbial fuel cell of the present invention are Alpha, Beta, Delta-proteobacteria, Clostridia, Shewanella oneidensis MR-1, DSP-10, Shewanella putrefaciens SR-21, IR-1, MR-1, Geobacter sulfurreducens, Geobacter sulfurreducens KN400, Ochrobactrum anthropi YZ-1, Brevibacillus sp. PTH1, E. coli K12 HB101, Aeromonas hydrophila, Corynebacterium sp. MFC03, Leptothrix discophora SP-6, Bacillus licheniformis, Bacillus thermoglucosidasius, Spirulina platensis, Bacillus subtilis, Enterococcus gallinarum, Acetobacter aceti and Gluconobacter roseus.

본 발명에서는 미생물 연료전지의 환원전극 전자수용체로 은 이온 폐수와 같은 은 이온을 사용하여 환원전극실로부터 전력을 발생시키면서 은 금속을 회수하는 방법을 제공한다. The present invention provides a method for recovering silver metal while generating power from a cathode chamber by using silver ions such as silver ion wastewater as a cathode electrode acceptor of a microbial fuel cell.

본 발명에 따르면 이실 미생물 연료전지(two-chamber microbial fuel cell)를 이용하여 폐수로부터 전기에너지를 생산하면서 침전물의 생성없이 은 금속을 경제적으로 회수할 수 있다. According to the present invention, while producing electrical energy from wastewater using a two-chamber microbial fuel cell, it is possible to economically recover silver metal without generating precipitates.

본 발명에 따른 미생물 연료전지 장치의 가설적 메커니즘은 다음과 같다.The hypothetical mechanism of the microbial fuel cell device according to the present invention is as follows.

산화전극에 부착된 전자방출 미생물은 유기물을 산화하고 촉매 대사를 통하여 사이토플라즘 속에 NAD+를 NADH로 환원시킨다(Du, Z., Li, H., Gu, T., 2007. A state of the art review on microbial fuel cells: A promising technology for wastewater treatment and bioenergy. Biotech. Adv. 25, 464-482 기재 참조). Electron-emitting microorganisms attached to the anode oxidize organic matter and reduce NAD + to NADH in the cytoplasm through catalytic metabolism (Du, Z., Li, H., Gu, T., 2007. A state of the art review on microbial fuel cells: A promising technology for wastewater treatment and bioenergy.See Biotech.Adv. 25, 464-482).

방출된 전자는 가능한 여러 종류의 많은 산화환원 과정을 통하여 산화전극으로 전달된다. The emitted electrons are transferred to the anode through as many different types of redox as possible.

산화전극과 환원전극 사이의 회로에 전위차가 생길 때 자유전자는 산화전극에서 환원전극으로 부하저항을 통해서 자유로이 이동한다. When a potential difference occurs in the circuit between the anode and the cathode, the free electrons move freely through the load resistor from the anode to the cathode.

이동된 전자는 환원전극에 있는 산화환원체의 산화형을 환원시키기 위해서 소모된다.The transferred electrons are consumed to reduce the oxidation type of the redox element in the cathode.

이처럼 고유하고 새롭고 비용이 효율적이기까지 한 미생물 연료전지 장치는 폐수처리, 경제성 있는 귀금속의 회수 및 전력의 생산에 유용하게 사용될 수 있다. These unique, new and cost-effective microbial fuel cell devices can be used for wastewater treatment, economical recovery of precious metals and the production of electricity.

한편, 전지 작동전압(Voper)은 오스만 등(Osman, M.H., Shah, A.A., Walsh, F.C., 2011. Recent progress and continuing challenges in bio-fuel cells. Part I: Enzymatic cells. Biosensors and Bioelectronics 26, 3087-3102 기재 참조)과 빈센트 등(Vincent, C.A., Scrosati, B., Lazzari, M., Bonino, F., 1984. Modern Batteries. Edward Arnold, London 기재 참조)의 식을 개조하여 적용한 바와 같이 다음 식 (1)로 주어진다.On the other hand, the battery operating voltage (Voper) is Osman, MH, Shah, AA, Walsh, FC, 2011. Recent progress and continuing challenges in bio-fuel cells.Part I: Enzymatic cells.Biosensors and Bioelectronics 26, 3087- 3102) and Vincent et al. (See Vincent, CA, Scrosati, B., Lazzari, M., Bonino, F., 1984. Modern Batteries.Edward Arnold, London). Given by 1).

Voper=Voc-[ηact,c+ηconc,c]-[ηact,a+ηconc,a]-J

Figure pat00001
- ηmem, (1)Voper = Voc- [ηact, c + ηconc, c]-[ηact, a + ηconc, a] -J
Figure pat00001
-ηmem, (1)

여기서 Voc는 전류가 흐르지 않은 상태에서 측정한 개방회로 전압, ηact,c는 환원전극 활성화 과전압, ηconc,c는 환원전극 물질전달 과전압, ηact,a는 산화전극 활성화 과전압, ηconc,a는 산화전극 물질전달 과전압, J는 전류밀도, ρi는 저항도, ℓi는 전극 간의 거리, 및 ηmem은 멤브레인 과전압이다. Where Voc is the open circuit voltage measured in the absence of current, ηact, c is the cathode activation overvoltage, ηconc, c is the cathode material transfer overvoltage, ηact, a is the anode activation overvoltage, and ηconc, a is the anode material. The transfer overvoltage, J is the current density, rho is the resistivity, l is the distance between the electrodes, and ηmem is the membrane overvoltage.

Voc는 다음 식 (2)로 주어진다.Voc is given by the following equation (2).

Voc=Vtherm - Vpar (2)Voc = Vtherm-Vpar (2)

여기서 Vtherm는 열역학적 전지 전압이고 Vpar는 내부 전류 및 연료의 크로스오버에 의한 것이다. Where Vtherm is the thermodynamic cell voltage and Vpar is due to the crossover of internal current and fuel.

네른스트 식에 의하여 Vtherm은 계산될 수 있다. The Vtherm can be calculated by the Nernst equation.

만일 [Ag+] = 0.00927 M(1000 ppm)이라면 열역학적 환원전극 전위(Vca)는 0.799 V - (RT/F)ln(1/0.00927) 또는 0.679 V이다. If [Ag +] = 0.00927 M (1000 ppm), the thermodynamic cathode potential (Vca) is 0.799 V-(RT / F) ln (1 / 0.00927) or 0.679 V.

만일 [NADH]/[NAD+] = 0.1이고 pH = 7이면(Logan, B.E., 2008. Microbial Fuel Cells. John Wiley & Sons, New Jersey 기재 참조) 산화전극 전위(Van)는 -0.291에서 평형을 유지할 것이다. If [NADH] / [NAD +] = 0.1 and pH = 7 (see Logan, BE, 2008. Microbial Fuel Cells. John Wiley & Sons, New Jersey), the anode potential (Van) will equilibrate at -0.291. .

이에 따라, 다음과 같이 열역학적 전지 전압(Vtherm)을 계산할 수 있다: Vtherm = 0.679 V -(-0.291 V) 또는 0.970 V이 된다. Accordingly, the thermodynamic cell voltage Vtherm can be calculated as follows: Vtherm = 0.679 V-(-0.291 V) or 0.970 V.

즉, 은 금속을 회수하면서 잠재적으로 높은 Voc와 전력이 얻어진다.That is, potentially high Voc and power are obtained while recovering the silver metal.

본 발명에서는 초기 은 이온 농도와 같은 인자로부터 얻어지는 결과, 회수효율에 대한 반응시간, 전기적 특성들이 평가되었다. In the present invention, the results obtained from factors such as the initial silver ion concentration, the reaction time for the recovery efficiency, the electrical properties were evaluated.

본 발명에 따라, 은 이외에 사용 가능한 금속 이온들은 Cu2 +, Cu+, Au3 +, Au+, Pd3+, Pt4 +, Pt,6+ Fe3 +, Fe2 +, Rh3 +, Ir3 +, Ru3 +, Os3 +, Re3 +, Cr6 +, Cr3 +, Hg2 + 등이 있다.According to the invention, is a metal ion are 2 + Cu, Cu +, Au 3 +, Au +, Pd 3+, 4 + Pt, Pt, Fe 6+ + 3, Fe + 2, Rh + 3, Ir used in addition 3 + , Ru 3 + , Os 3 + , Re 3 + , Cr 6 + , Cr 3 + , Hg 2 + .

다음 표 1은 미생물 연료전지에서 유기 폐기물 제거에 사용할 수 있고 제거될 수 있는 원소들의 환원 포텐셜을 나타낸다.Table 1 below shows the reduction potentials of the elements that can be used to remove organic waste in microbial fuel cells.

Cr
-0.424
-0.79
1.29a
Cr
-0.424
-0.79
1.29a
Mn
-1.18
1.695b
Mn
-1.18
1.695b
Fe
0.771
-0.440
Fe
0.771
-0.440
Co
1.95
-0.287
Co
1.95
-0.287
Ni
-0.236

Ni
-0.236

Cu
0.337
0.521
Cu
0.337
0.521
Zn
-0.763

Zn
-0.763

Ga
-0.45
-0.53
Ga
-0.45
-0.53
As
0.559i
-0.68j
As
0.559i
-0.68j
Mo
-0.200

Mo
-0.200

Tc


Tc


Ru
0.25
0.46
Ru
0.25
0.46
Rh
0.758

Rh
0.758

Pd
0.915
1.29d
0.59e
Pd
0.915
1.29d
0.59e
Ag
0.799

Ag
0.799

Cd
-0.403

CD
-0.403

In
-0.338

In
-0.338

W


W


Re
0.300

Re
0.300

Os


Os


Ir
1.16
0.86c
Ir
1.16
0.86c
Pt
1.320
1.011f0.847g
Pt
1.320
1.011f0.847g
Au
1.50
1.68
1.154h
Au
1.50
1.68
1.154h
Hg
0.911
0.796
Hg
0.911
0.796
Tl
1.28
-0.336
Tl
1.28
-0.336
Pb
-0.126
Pb
-0.126

위 표 1에서 원소 아래에 있는 수치들은 금속으로 석출되는 수소기준전극에 대한 전위를 나타낸다.The values below the element in Table 1 above represent the potential for the hydrogen reference electrode that is deposited as a metal.

aCr2O7 2- + 14H+ + 6e = 2Cr3+ + 7H2O; a Cr 2 O 7 2- + 14 H + + 6e = 2Cr 3+ + 7H 2 O;

bMnO4 - +4H+ + 3e = MnO2(s) + 2H2O; b MnO 4 - + 4H + + 3e = MnO 2 (s) + 2H 2 O;

cIrCl6 3- + 3e = Ir(s) + 6Cl-; c IrCl 6 3- + 3e = Ir (s) + 6Cl -;

dPdCl6 2- + 2e- = PdCl4 2- + 2Cl-; d PdCl 6 2- + 2e- = PdCl 4 2- + 2Cl -;

ePdCl4 2- + 2e- = Pd(s) + 4Cl-; e PdCl 4 2- + 2e- = Pd (s) + 4Cl -;

f[PtCl6]2- + 2e = [PtCl4]2- + 2Cl-; f [PtCl 6 ] 2- + 2e = [PtCl 4 ] 2- + 2Cl ;

g[PtCl4]2- + 2e = Pt(s) + 4Cl-; g [PtCl 4] 2- + 2e = Pt (s) + 4Cl -;

h[AuCl2]- + e = Au(s) + 2Cl-; h [AuCl 2] - + e = Au (s) + 2Cl -;

iH3AsO4(aq) + 2H+ + 2e = HAsO2(aq) + 2H2O; i H 3 AsO 4 (aq) + 2H + + 2e = HAsO 2 (aq) + 2H 2 O;

jAsO2 -(aq) + 2H2O + 3e = As(s) + 4OH-. j AsO 2 - (aq) + 2H 2 O + 3e = As (s) + 4OH -.

본 발명에 따르면, 미생물 연료전지의 환원전극 전자수용체로 은 이온 폐수와 같은 은 이온을 사용하여, 효율적인 비용으로 전력을 생산하면서 은 금속을 회수할 수 있다. According to the present invention, by using silver ions such as silver ion wastewater as a cathode electrode acceptor of a microbial fuel cell, silver metal can be recovered while producing electric power at an efficient cost.

즉, 부하저항 1000 Ω을 가지고 8 시간 반응 후 50 ppm에서 200 ppm까지의 초기 Ag+ 농도에서 99.91±0.00%∼98.26±0.01%나 되는 높은 은 금속 회수효율을 달성할 수 있으며, 초기 농도 1000 ppm의 은 이온 폐수로부터 약 4.25 W/㎡의 극대전력, 0.749 V의 극대전압, 5.67 A/㎡의 극대전류밀도, 0.626의 필 팩터(F.F.)를 얻을 수 있다.That is, a high recovery rate of silver metal of 99.91 ± 0.00% to 98.26 ± 0.01% can be achieved at an initial Ag + concentration of 50 ppm to 200 ppm after reaction for 8 hours with a load resistance of 1000 kPa. From the silver ion wastewater, a maximum power of about 4.25 W / m 2, a maximum voltage of 0.749 V, a maximum current density of 5.67 A / m 2, and a fill factor (FF) of 0.626 can be obtained.

또한, 본 발명에 따르면 기존의 침출과정 이후 은 회수 과정들, 즉 KCl에 의한 침전 및 아연 분말에 의한 염화은의 치환반응이 생략되어 경제적 절약과 이차 수질오염 방지가 가능하다.Further, according to the present invention, after the conventional leaching process, silver recovery processes, that is, precipitation by KCl and substitution of silver chloride by zinc powder are omitted, thereby enabling economic saving and preventing secondary water pollution.

또한 미생물 연료전지를 이용하여 은 이온의 회수시 은이온 침전을 방지하여 경제적으로 은 이온을 회수할 수 있다.In addition, by using a microbial fuel cell, silver ions can be economically recovered by preventing precipitation of silver ions during recovery of silver ions.

도 1은 환원전극 전해질(catholite) 폐수 중 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 500 ppm 및 1000 ppm)에서 얻어진 미생물 연료전지의 전압 대 전류밀도(V-J) 곡선을 나타낸 그래프(A), 및 전력 대 전류밀도(P-J) 곡선을 나타낸 그래프(B)이다.
도 2는 반응 시간에 따라, 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50ppm, 100ppm 및 200ppm)를 갖는 환원전극 전해질 폐수 중 Ag+의 남은 농도(RC: remaining concentration) 및 폐수로부터 은 금속의 회수 효율(RE: recovery efficiency)을 나타낸 그래프(A), 그리고 폐수 중 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50 ppm, 100 ppm 및 200 ppm)를 갖는 미생물 연료전지의 방전 곡선을 나타낸 그래프(B)이다.
도 3은 200 ppm AgNO3 and 0.20 M NaClO4(pH 7)를 함유하는 환원전극 전해질 폐수에서 3시간의 미생물 연료전지 반응 후 탄소천 전극에 침착된 은 금속의 SEM(scanning electron microscopy) 사진(10,000X)(A) 및 EDS(enerty dispersive X-ray spectometry) 분석 결과(B)이다.
1 is a graph showing the voltage vs. current density (VJ) curve of a microbial fuel cell obtained at different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 500 ppm and 1000 ppm) in a cathode electrolyte wastewater. A) and graph (B) showing the power versus current density (PJ) curve.
FIG. 2 shows the residual concentration of Ag + in the cathode electrolyte wastewater (RC) with different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm and 200 ppm) and the recovery efficiency of silver metal from the waste water (RE: A graph showing recovery efficiency (A), and a graph showing discharge curves of microbial fuel cells having different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm and 200 ppm) in the wastewater, respectively.
3 is a scanning electron microscopy (SEM) photograph of silver metal deposited on a carbon cloth electrode after 3 hours of microbial fuel cell reaction in a cathode electrolyte wastewater containing 200 ppm AgNO 3 and 0.20 M NaClO 4 (pH 7). X) (A) and EDS (enerty dispersive X-ray spectometry) analysis results (B).

본 발명의 산화전극 전해질은 리터당 전자공여체(electron donor)로 1 내지 10g(12.2 내지 122mM)의 초산나트륨(CH3COONa)과 0.1 내지 10g의 수산화암모늄(NH4OH), 0.001 내지 1g의 인산칼륨(K2HPO4)(인에 대한 질소의 질량비=5:2), 10 내지 1000mM의 과염소산칼륨(KClO4), 10 내지 1000mM 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산(HEPES), 1 내지 1000mM의 HEPES 나트륨염 및 0.1 내지 20g의 효모추출액으로 구성된 영양액을 사용한다.The anode electrolyte of the present invention is an electron donor per liter of 1 to 10 g (12.2 to 122 mM) of sodium acetate (CH 3 COONa), 0.1 to 10 g of ammonium hydroxide (NH 4 OH), 0.001 to 1 g of potassium phosphate (K 2 HPO 4 ) (mass ratio of nitrogen to phosphorus = 5: 2), 10-1000 mM potassium perchlorate (KClO 4 ), 10-1000 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfur A nutrient solution consisting of phonic acid (HEPES), 1 to 1000 mM HEPES sodium salt and 0.1 to 20 g yeast extract is used.

그리고 환원전극 전해질은 전해질 성분으로 과염소산 염(KClO4, NaClO4)을 0.01 내지 2M 비율로 사용한다.The cathode electrolyte uses perchlorate salt (KClO 4 , NaClO 4 ) in an amount of 0.01 to 2M as an electrolyte component.

이하에서는 실시예를 통해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

다음은 중금속 폐수에 포함된 은의 회수를 보여주는 실시예로서 본 발명의 예시일 뿐, 본 발명의 범위가 이것만으로 제한되는 것은 아니다.The following is an example showing the recovery of the silver contained in the heavy metal wastewater is only an illustration of the present invention, the scope of the present invention is not limited thereto.

[실시예][Example]

(1) 미생물 연료전지 형태(1) microbial fuel cell type

본 실시예에 사용된 한 개의 이중실 미생물 연료전지는 112 mL(길이 7 ㎝, 넓이 4 ㎝, 높이 4 ㎝)를 유지하는 각 전극실을 갖는 아크릴 직육면체 실을 가지고 제작하고, 유효 부피는 양쪽 100 mL였다. One double chamber microbial fuel cell used in this example was fabricated with an acrylic cuboid seal with each electrode chamber maintaining 112 mL (7 cm long, 4 cm wide, 4 cm high), with an effective volume of 100 on both sides. mL.

전극실들은 표면적이 16 ㎠(4 ㎝×4 ㎝)인 음이온 교환 멤브레인(AEM, AMI-7001, Membrane International, Inc. USA)으로 분리되었다. The electrode chambers were separated by anion exchange membrane (AEM, AMI-7001, Membrane International, Inc. USA) having a surface area of 16 cm 2 (4 cm × 4 cm).

AEM은 Wang 등의 방법에 의해 전처리되고(Wang, Z., Lim, B., Choi, C., 2011. Removal of Hg2+ as electron acceptor with power generation using a microbial fuel cell. Biores. Tech. 102, 6304-6307 기재 참조, 이하 'Wang 등의 방법'이라 한다), 탄소솔 산화전극(길이 2.5 ㎝, 직경 2.5 ㎝)를 티타늄사로 탄소섬유(PANEX  35, Zoltek, USA)를 꼬아서 준비하였다. AEM is pretreated by Wang et al. (Wang, Z., Lim, B., Choi, C., 2011. Removal of Hg2 + as electron acceptor with power generation using a microbial fuel cell.Biores.Tech. 102, 6304 See description of -6307, hereinafter referred to as 'Wang et al.'), A carbon brush anode (length 2.5 cm, diameter 2.5 cm) was prepared by twisting carbon fibers (PANEX # 35, Zoltek, USA) with titanium.

표면적이 2.2 ㎠(1.7 ㎝×1.3 ㎝)인 확산층이 있는 탄소천(type w1s1005, CeTech, USA)을 환원전극으로 사용하였다. A carbon cloth (type w1s1005, CeTech, USA) with a diffusion layer having a surface area of 2.2 cm 2 (1.7 cm × 1.3 cm) was used as a cathode.

연결된 후면은 티타늄사와 은 도료((Elcoat, Type P-100, Cans, Japan)로 되어 있고, 한 면만 용액에 접촉하도록 부도체의 접착제로 도포하였으며, 티타늄사를 연결하기 전에 Wang 등의 방법에 따라 전처리하였다.The back side is made of titanium yarn and silver paint (Elcoat, Type P-100, Cans, Japan), and only one side is coated with non-conductor adhesive to contact the solution. It was.

(2) 미생물 연료전지 시작과 가동(2) Start and start microbial fuel cell

Wang 등의 방법에서 사용한 50 mL 슬러지와 50 mL 산화전극 전해질(anolyte)에 용존산소를 제거하기 위하여 약 30 분간 질소를 불어넣은 후 산화전극실로 펌핑하였다.In order to remove dissolved oxygen in the 50 mL sludge and the 50 mL anode electrolyte (anolyte) used by Wang et al., Nitrogen was blown for about 30 minutes and pumped into the anode chamber.

산화전극 전해질은 리터당 전자공여체(electron donor)로 1 g(12.2 mM) CH3COONa과 0.2 g NH4OH, 0.018 g K2HPO4 (인에 대한 질소의 질량비=5:2), 20 mM KClO4, 25 mM 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산(HEPES), 5 mM HEPES 나트륨염 및 0.2 g 효모추출액으로 구성된 영양액을 포함한다.The anode electrolyte is an electron donor per liter of 1 g (12.2 mM) CH 3 COONa, 0.2 g NH 4 OH, 0.018 g K 2 HPO 4 (mass ratio of nitrogen to phosphorus = 5: 2), 20 mM KClO 4 , 25 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfonic acid (HEPES), 5 mM HEPES sodium salt and 0.2 g yeast extract.

상기의 영양액은 인산염을 소량 사용하여 침전의 발생을 억제하고, NH4OH와 K2HPO4, KClO4는 미생물의 영양원인 N, P, K의 공급원 및 전해질의 용도로 사용된다.The nutrient solution is used to suppress the occurrence of precipitation by using a small amount of phosphate, NH 4 OH and K 2 HPO 4 , KClO 4 is used as a source of N, P, K, which is a nutrient source of microorganisms and an electrolyte.

환원전극실에 공기를 불어넣어 3 사이클의 안정한 전압을 얻어 미생물 연료전지 작동을 시작한 후, N2를 불어넣은 회분식 환원전극실에 pH 7의 환원전극 전해질을 채웠다.After the air was blown into the cathode chamber to obtain a stable three cycle voltage, the microbial fuel cell was started, and a cathode electrolyte having a pH of 7 was charged in a batch cathode cell containing N 2 .

방전실험을 위하여, 산화전극실을 통한 유기 공여체의 공급은 4.9 L 용액이 들어있는 용기로부터 공여체 용액을 연동 펌프로 연속적으로 통과시켜 10 mL/분(수 체류시간 = 10분)의 유속으로 일정하게 유지했다. For the discharge experiment, the supply of the organic donor through the anode chamber was continuously passed at a flow rate of 10 mL / min (water residence time = 10 minutes) by continuously passing the donor solution from the vessel containing the 4.9 L solution through a peristaltic pump. Maintained.

환원전극 전해질(catholyte)은 증류수에 AgNO3를 용해시켜 1000 mg/L Ag+의 원액으로 준비하였으며, 증류수로 필요한 Ag+ 농도로 희석하고, 용액의 이온 전도도를 보강하기 위해서 0.2 M NaClO4를 추가하였다. Catholyte was prepared by dissolving AgNO 3 in distilled water as a stock solution of 1000 mg / L Ag +, diluted with distilled water to the required Ag + concentration, and 0.2 M NaClO 4 was added to enhance the ionic conductivity of the solution. .

환원전극실은 용존산소의 전자소비 효과를 배제하고 용액을 혼합하기 위하여 실험하는 동안 N2 기체(60 mL/분)를 연속적으로 불어넣었으며, 달리 명시를 할 때를 제외하고 전지의 방전 운전을 위해서 1000Ω의 외부저항을 연결하였다. The cathode chamber was continuously blown with N 2 gas (60 mL / min) during the experiment to eliminate the electron consumption effect of dissolved oxygen and to mix the solution. 1000Ω external resistance was connected.

V-J 특성을 위해서 외부저항은 100㏀에서 0.01㏀으로 변화시키고, 모든 실험은 대기압 및 실온에서 수행하였다.For the V-J characteristics, the external resistance was changed from 100 Hz to 0.01 Hz, and all experiments were performed at atmospheric pressure and room temperature.

(3) 계산 및 분석(3) calculation and analysis

전기적 성질은 Lab View 시스템(with National Instruments Models, NI-cDAQ 9172, NI 9219, and NI 9203, USA)을 가지고 측정하였다. Electrical properties were measured with a Lab View system (with National Instruments Models, NI-cDAQ 9172, NI 9219, and NI 9203, USA).

전압 대 전류밀도(V-J) 곡선, 전력밀도 대 전류밀도(P-J) 곡선 및 내부저항은 Wang 등에 기재된 방법으로 얻고, 전류밀도를 결정하기 위해서 환원전극 면적을 사용하였다. Voltage versus current density (V-J) curves, power density versus current density (P-J) curves, and internal resistance were obtained by the method described in Wang et al. And the cathode area was used to determine the current density.

V-J 곡선으로부터 필 팩터(F.F.)는 극대전력(Pmax)을 개방회로 전압(Voc) 곱하기 폐회로 전류밀도(Jsc)로 나눈 것으로 정의한다. The fill factor (F.F.) from the V-J curve is defined as the maximum power (Pmax) divided by the open circuit voltage (Voc) times the closed-circuit current density (Jsc).

Pmax는 V-J 곡선 아래 그릴 수 있는 J 축 위의 가장 큰 면적이다. Pmax is the largest area on the J axis that can be drawn below the V-J curve.

F.F.는 극대전력과 관련된 전지성능을 규정한다. F.F. defines battery performance related to maximum power.

미생물 연료전지 반응 후에 은 이온 농도는 잔류하는 은 이온([Ag+]remaining)의 농도로서 정의한다. The silver ion concentration after the microbial fuel cell reaction is defined as the concentration of remaining silver ions ([Ag + ] remaining).

2 시간의 샘플링 간격으로 20 mL 용액을 ICP-AES를 사용한 은 이온 농도 분석을 위한 환원전극실의 N2 출구로부터 채취하였다.A 20 mL solution was taken from the N 2 outlet of the cathode chamber for silver ion concentration analysis using ICP-AES at a sampling interval of 2 hours.

은 이온이 환원전극실로부터 화학침전, 이동 또는 누출로서 소실되지 않는다면 은 이온의 농도감소는 은 금속으로 환원전극 상에 축적되는 것으로 간주할 수 있을 것이다. If silver ions are not lost as a chemical precipitation, migration or leakage from the cathode chamber, the decrease in the concentration of silver ions may be considered to accumulate on the cathode as silver metal.

은 이온 농도를 변화시킬 때 은 금속 질량의 일관된 측정은 환원전극 상에 축적된 것으로 계산되고 그것은 은 이온의 소실이 없다는 것을 나타낸다. Consistent measurement of the silver metal mass when changing the silver ion concentration is calculated as accumulated on the cathode and indicates that there is no loss of silver ions.

그러므로 미생물 연료전지의 회수효율은 다음과 같이 정의할 수 있다.Therefore, the recovery efficiency of the microbial fuel cell can be defined as follows.

{([Ag+]original-[Ag+]remaining)/[Ag+]original}×100%{([Ag + ] original- [Ag + ] remaining) / [Ag + ] original} × 100%

여기에서 [Ag+]original은 미생물 연료전지 반응 전 은 이온 농도이며, 탄소천에 축적된 은 고체의 화학적 형태는 에너지 분산 엑스레이 분광기(EDS)(Quantax 200, Bruker, Germany)를 구비한 주사전자 현미경(SEM)(XL-30S FEG, Philips, Netherland)으로 식별하였다.Where [Ag + ] original is the concentration of silver ions before the reaction of the microbial fuel cell, and the chemical form of the silver solid accumulated on the carbon cloth is a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) (Quantax 200, Bruker, Germany). (SEM) (XL-30S FEG, Philips, Netherland).

(4) 미생물 연료전지의 V-J 및 P-J 곡선(4) V-J and P-J curves of microbial fuel cells

본 발명에서는 미생물 연료전지의 특성을 알기 위해서, Ag+를 첨가한 후 가변 외부 저항을 가지고 전압을 측정하고 전류밀도를 계산하여, 전압 대 전류밀도(V-J)와 전력 대 전류밀도(P-J)를 기록하였다. In the present invention, in order to know the characteristics of the microbial fuel cell, after adding Ag + , the voltage is measured with a variable external resistance, the current density is calculated, and the voltage vs. current density (VJ) and power vs. current density (PJ) are recorded. It was.

환원전극 전해질에서 은 이온의 농도는 pH 7에서 50ppm에서 1000ppm까지 변화시켰다. The concentration of silver ions in the cathode electrolyte was varied from 50ppm to 1000ppm at pH 7.

산화전극과 환원전극실은 N2를 불어넣으면서 자석 젓개로 용액을 저으면서 양쪽 다 회분식 주입 모드로 운전하였다. Both the anode and the cathode chambers were operated in batch injection mode while stirring the solution with a magnetic stirrer while blowing N 2 .

HEPES 완충용액을 기반으로 한 산화전극 전해질을 산화전극실에 채웠다. An anode electrolyte based on HEPES buffer was filled in the anode chamber.

부하저항을 100㏀에서 0.01㏀으로 변화시킬 때 심한 농도 소진 효과를 피하기 위하여 15 분 이내로 자료를 얻었다. Data were obtained within 15 minutes to avoid severe concentration exhaustion when changing the load resistance from 100㏀ to 0.01㏀.

전기화학적 인자는 아래 표 2에 요약된다.Electrochemical factors are summarized in Table 2 below.

필팩터에 의하여 나타낸 곡선의 높은 사각형 같은 특성은 전지의 높은 성능을 달성하기 위하여 바람직하다. The high square-like nature of the curve represented by the fill factor is desirable to achieve high performance of the cell.

피크 전류밀도(Jpeak)와 폐회로 전류밀도(Jsc)가 서로 가깝기 때문에 F.F.를 계산하기 위해서 V-J 곡선 왜곡에 기인하여 피크 전류밀도를 폐회로 전류밀도 대신 선택하였다. Since peak current density (Jpeak) and closed-circuit current density (Jsc) are close to each other, the peak current density was selected instead of the closed-circuit current density due to the V-J curve distortion to calculate F.F.

극대 전압과 극대 전류밀도는 각각 극대 전력점에서의 전압과 전류밀도로 정의된다.The maximum voltage and the maximum current density are defined as the voltage and the current density at the maximum power point, respectively.

도 1은 환원전극 전해질 폐수 중 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50ppm, 100ppm, 200ppm, 500ppm 및 1000ppm)에서 얻어진 미생물 연료전지의 전압 대 전류밀도(V-J) 곡선(A)과 전력 대 전류밀도(P-J) 곡선(B)을 나타낸 그래프이다. 1 shows the voltage versus current density (VJ) curve (A) and power versus current density (PJ) of a microbial fuel cell obtained at different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm, 200 ppm, 500 ppm and 1000 ppm) in the cathode electrolyte wastewater, respectively. It is a graph which shows the curve (B).

전압은 부하 저항을 100㏀에서 10Ω으로 변화시키는 것에 의해 측정하였으며, 지지 전해질은 0.2 M NaClO4 (pH 7)였다.The voltage was measured by varying the load resistance from 100 mA to 10 mA and the supporting electrolyte was 0.2 M NaClO 4 (pH 7).

다음 표 2는 환원전극 전해질 폐수 중 다른 초기 Ag+ 농도에서 미생물 연료전지의 전기화학적 변수를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the electrochemical parameters of the microbial fuel cell at different initial Ag + concentrations in the cathode electrolyte wastewater.

농도density Voc/V(a)Voc / V (a) Jpeak/Am-2(b)Jpeak / Am-2 (b) Vmax/V(c)Vmax / V (c) Jmax/Am-2(d)Jmax / Am-2 (d) Pmax/Wm-2(e)Pmax / Wm-2 (e) Rint/O(f) Rint / O (f) F.F(g)F.F (g) 50 ppm50 ppm 0.8400.840 1.951.95 0.6500.650 1.481.48 0.9600.960 547547 0.5860.586 100 ppm100 ppm 0.9060.906 3.183.18 0.6480.648 2.102.10 1.3631.363 557557 0.4730.473 200 ppm200 ppm 0.9420.942 4.094.09 0.6700.670 3.813.81 2.5512.551 284284 0.6620.662 500 ppm500 ppm 0.9680.968 5.915.91 0.7310.731 5.545.54 4.0484.048 168168 0.7080.708 1000 ppm1000 ppm 0.9950.995 6.826.82 0.7490.749 5.675.67 4.2504.250 164164 0.6260.626

(a)Voc; 개회로 전압, (b)Jpeak; 피크 회로 전류밀도, (c)Vmax; 최대 전압, (d)Jmax; 최대 전류밀도, (e)Pmax; 최대 전력밀도, (f)내부 저항, (g)F.F. fill factor; F.F. = Pmax/Voc x Jpeak.(a) Voc; Open circuit voltage, (b) Jpeak; Peak circuit current density, (c) Vmax; Maximum voltage, (d) Jmax; Maximum current density, (e) Pmax; Power density, (f) internal resistance, (g) F.F. fill factor; F.F. = Pmax / Voc x Jpeak.

위 표 2에서 보듯이, Rint와 F.F.를 제외한 모든 인자는 Ag+ 농도의 상승과 함께 상당히 개선되었으며, 전압 대 전류의 상승부분 기울기로 결정되는 내부저항 Rint는 Ag+의 농도가 100 ppm에서 1000 ppm으로 상승할 때 557 Ω에서 164 Ω까지 감소하였고, 이는 Ag+가 더 많이 추가될 때 옴 저항이 전해질상의 벌크에서 감소한다는 것을 나타낸다. As shown in Table 2 above, all factors except Rint and FF have been significantly improved with the increase of Ag + concentration, and the internal resistance Rint, determined by the slope of the rising part of voltage vs. current, has a Ag + concentration of 100 ppm to 1000 ppm. When rising to 557 Ω to 164 감소, this indicates that ohmic resistance decreases in bulk on the electrolyte as more Ag + is added.

Ag+ 농도의 증가는 Rp = η/J로 표현되는 분극저항 또는 전하전달저항을 감소시킨다. Increasing the Ag + concentration decreases the polarization resistance or the charge transfer resistance, expressed as Rp = η / J.

여기서 η는 과전압이고 J는 전류밀도이며, 이것은 부틀레-볼머(Butler-Volmer) 식으로부터 낮은 과전압에서 유도될 수 있고, 이들 효과는 F.F.와 극대전력의 개선으로 이어질 것이다.Where η is overvoltage and J is current density, which can be derived at low overvoltage from the Butler-Volmer equation, and these effects will lead to improvements in F.F. and maximum power.

도 1 및 표 2에서 보듯이, 1000 ppm Ag+ 환원전극 전해질로부터 식 (1)에 정의된 대로 0.995 V의 높은 개회로 전압(Voc)과 전류밀도의 가파른 상승이 관찰되었고, 4.25 W/㎡의 극대전력점, 0.749 V의 극대전압, 5.67 A/㎡의 극대전류밀도, 164 Ω의 내부저항 및 0.626의 F.F.가 달성되었다. As shown in FIG. 1 and Table 2, a high open circuit voltage (Voc) and a sharp rise in current density of 0.995 V were observed from the 1000 ppm Ag + cathode electrolyte, as defined in equation (1), and a maximum of 4.25 W / m 2. A power point, a maximum voltage of 0.749 V, a maximum current density of 5.67 A / m 2, an internal resistance of 164 mA and an FF of 0.626 were achieved.

만일 Vpar이 존재하지 않는다면 식 (2)에 따라서 Voc는 Vtherm과 같을 것이다.If Vpar does not exist, then Voc will be equal to Vtherm according to equation (2).

여전히 Vtherm(0.995 V)은 위에서 언급한 바와 같이 [NADH/NAD+] = 0.1의 비의 가정을 가진 열역학적 전지 전압(Vtherm) (0.970 V)보다 약 0.025 V 더 높다. Still Vtherm (0.995 V) is about 0.025 V higher than the thermodynamic cell voltage (Vtherm) (0.970 V) with the assumption of a ratio of [NADH / NAD + ] = 0.1 as mentioned above.

만일 Ean = -0.316 V을 사용하여 Vtherm 을 맞추기 위하여 이 비를 다시 계산한다면 [NADH/NAD+] 비는 0.73으로 확인된다. If we recalculate this ratio to fit Vtherm using Ean = -0.316 V, the [NADH / NAD + ] ratio is found to be 0.73.

이는 미생물 연료전지가 0.1의 가정 값보다 큰 비를 가질 수 있다는 것을 나타낸다(Logan, B.E., 2008. Microbial Fuel Cells. John Wiley & Sons, New Jersey).This indicates that microbial fuel cells can have ratios greater than the hypothetical value of 0.1 (Logan, B.E., 2008. Microbial Fuel Cells. John Wiley & Sons, New Jersey).

(5) Ag 회수에 대한 초기 Ag+ 농도의 효과(5) Effect of Initial Ag + Concentration on Ag Recovery

산화전극실로부터 확산하는 은 이온의 흡착이나 침전의 가능성이 존재하지 않기 때문에 환원전극 전해질 속에 존재하는 모든 은 이온은 고체 은 형태로만 환원된다.Since there is no possibility of adsorption or precipitation of silver ions diffused from the anode chamber, all silver ions present in the cathode electrolyte are reduced to solid silver only.

은 금속 회수에 대한 Ag+의 효과를 연구하기 위하여 질산은의 농도를 시간에 따라 50 ppm 에서 200 ppm까지 변화시켰다. To study the effect of Ag + on silver metal recovery, the concentration of silver nitrate was varied from 50 ppm to 200 ppm over time.

본 실시예는 미생물 연료전지 시작과 운전 부분에 제공된 대로 HEPES 완충용액을 기본으로 한 산화전극 전해질과 AgNO3를 기본으로 한 환원전극 전해질을 사용하였다. This example used an anode electrolyte based on HEPES buffer solution and a cathode electrolyte based on AgNO 3 as provided in the beginning and operation of the microbial fuel cell.

산화전극과 환원전극실은 회분식 주입 운전 모드로 운전하였다. The anode and cathode chambers were operated in a batch injection mode of operation.

각각 새로 시작한 환원전극 전해질로부터 20 mL 용액을 계획된 반응 시간에 채취한 다음 ICP 분석을 수행하였다.A 20 mL solution was taken from each of the newly started cathode electrolytes at the planned reaction time, followed by ICP analysis.

도 2는 반응 시간에 따라, 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50 ppm, 100 ppm 및 200 ppm)를 갖는 환원전극 전해질 폐수 중 Ag+의 남은 농도(RC: remaining concentration) 및 폐수로부터 은 금속의 회수 효율(RE: recovery efficiency)을 나타낸 그래프(A), 그리고 폐수 중 각각 다른 초기 Ag+ 농도(50 ppm, 100 ppm 및 200 ppm)를 갖는 미생물 연료전지의 방전 곡선을 나타낸 그래프(B)이다. FIG. 2 shows the residual concentration of Ag + in the cathode electrolyte wastewater (RC) and the recovery efficiency of silver metal from the wastewater (RE) with different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm and 200 ppm), respectively, depending on the reaction time. A graph showing recovery efficiency (A), and a graph showing discharge curves of microbial fuel cells with different initial Ag + concentrations (50 ppm, 100 ppm and 200 ppm) in the wastewater.

부하 저항 및 지지 전해질은 각각 1000 Ω 및 0.2 M NaClO4(pH 7)이다. The load resistance and supporting electrolyte are 1000 kPa and 0.2 M NaClO 4 (pH 7), respectively.

ICP-AES 측정은 3중 및 통계적으로 실시하였다.ICP-AES measurements were performed in triplicate and statistically.

도 2A에 나타낸 바와 같이, 8 시간 이내에 회수효율은 초기농도 50 ppm에서 200 ppm까지 거의 평균 99.91±0.00%(잔류농도; 0.05±0.00 ppm)에서 98.26±0.01% (잔류농도; 3.48±0.01 ppm)였다. As shown in FIG. 2A, the recovery efficiency within 8 hours ranges from 98.26 ± 0.01% (residual concentration; 3.48 ± 0.01 ppm) at an average concentration of 99.91 ± 0.00% (residual concentration; 0.05 ± 0.00 ppm) from the initial concentration of 50 ppm to 200 ppm. It was.

용액 중의 Ag+의 잔류농도는 Ag+의 초기 농도가 증가하면 더욱 높았다. 이러한 결과로부터, Ag+는 환원전극에서 빠른 환원반응과 높은 회수효율을 나타낸다는 것을 알 수 있다. The residual concentration of Ag + in the solution was higher as the initial concentration of Ag + increased. From these results, it can be seen that Ag + exhibits a fast reduction reaction and high recovery efficiency at the cathode.

산화전극실을 연속주입 모드로, 환원전극은 회분식 주입 모드로 운전할 때의 결과는 위에서와 같이 모두 회분식 주입 미생물 연료전지 운전과 유사하며, 이것은 은 이온의 소진이 아세테이트 소진보다 훨씬 일찍 일어난다는 것을 나타낸다.The results of operating the anode chamber in continuous injection mode and the cathode in batch injection mode are similar to the operation of a batch-injected microbial fuel cell as above, indicating that the exhaustion of silver ions occurs much earlier than acetate exhaustion. .

(6) 다른 초기 Ag+ 농도를 갖는 미생물 연료전지의 방전 곡선(6) Discharge curves of microbial fuel cells with different initial Ag + concentrations

도 2B는 회분식 주입 모드로 운전되는 동안 환원전극실에 전자수용체로서 다른 Ag+ 농도, 지지 전해질로 0.2 M NaClO4과 1000 Ω 부하저항을 갖는 미생물 연료전지의 방전특성을 보여준다. FIG. 2B shows the discharge characteristics of a microbial fuel cell having different Ag + concentrations as electron acceptors in the cathode chamber and 0.2 M NaClO 4 as a supporting electrolyte and 1000 Ω load resistance while operating in a batch injection mode.

도 1A에서와 같이 HEPES 완충용액을 기반으로 한 산화전극 전해질을 연속 주입 모드로 산화전극실을 통해서 통과시켰다.As shown in FIG. 1A, the anode electrolyte based on the HEPES buffer solution was passed through the anode chamber in a continuous injection mode.

도 2B에서 보듯이, Ag+의 농도가 증가함에 따라 방전 전압은 상승하였다. As shown in FIG. 2B, the discharge voltage increased as the concentration of Ag + increased.

즉, 초기 Ag+ 농도가 50 ppm에서 200 ppm까지 증가함에 따라 극대화된 전압이 0.50 V에서 0.63 V로 변화하였다. That is, as the initial Ag + concentration increased from 50 ppm to 200 ppm, the maximum voltage changed from 0.50 V to 0.63 V.

Ag+ 농도가 증가함에 따라 전압은 더 긴 시간 동안 극대화된 상태로 유지되었고 더 긴 소진 시간을 나타내었다.As the Ag + concentration increased, the voltage remained maximized for longer periods of time and showed longer burnout times.

한편, 도 3은 200 ppm AgNO3 and 0.20 M NaClO4(pH 7)를 함유하는 환원전극 전해질 폐수에서 3시간의 미생물 연료전지 반응 후 탄소천 전극에 침착된 은 금속의 SEM(scanning electron microscopy) 사진(10,000X)(A) 및 EDS(enerty dispersive X-ray spectometry) 분석 결과(B)이다. Meanwhile, FIG. 3 is a scanning electron microscopy (SEM) photograph of silver metal deposited on a carbon cloth electrode after 3 hours of microbial fuel cell reaction in a cathode electrolyte wastewater containing 200 ppm AgNO 3 and 0.20 M NaClO 4 (pH 7). (10,000 ×) (A) and EDS (enerty dispersive X-ray spectometry) analysis results (B).

도 3A에서 석출된 은 결정의 표면 모양을 볼 수 있고, EDS 분석 또한 용액으로부터 순수한 은 금속이 회수된다는 것을 보여준다.The surface shape of the precipitated silver crystals can be seen in FIG. 3A, and EDS analysis also shows that pure silver metal is recovered from the solution.

이상의 실험 결과로부터, 1000 Ω의 부하저항으로 98.3%의 은 회수 효율을 성취하기 위해서 200 ppm AgNO3을 사용할 때 회분식 주입 미생물 연료전지에 의하여 생산된 에너지를 계산한다면 은 ㎏ 당 0.0143 KWh의 비율로 은 금속과 전기에너지를 얻을 것이다. From the above results, the energy produced by the batch-injected microbial fuel cell when using 200 ppm AgNO 3 to achieve 98.3% silver recovery efficiency with a load resistance of 1000 kW is calculated at a rate of 0.0143 KWh / kg silver. You will get metal and electrical energy.

반면, 기존의 전기 석출법은 앞서 기술한 바와 같이 최적조건에서 은 ㎏ 당 3.81 KWh의 비율로 오히려 전기를 소비하여 은 금속 회수를 허용한다고 보고되었다(Raju, T., Chung, S. J., Moon, I. S., 2009. Electrochemical recovery of silver from waste aqueous Ag(I)/Ag(II) redox mediator solution used in mediated electrooxidation process. Korean J. Chem. Eng. 26(4), 1053-1057 기재 참조). On the other hand, the conventional electroprecipitation method has been reported to allow the recovery of silver metal by consuming electricity at a ratio of 3.81 KWh / kg silver at optimum conditions as described above (Raju, T., Chung, SJ, Moon, IS , 2009. Electrochemical recovery of silver from waste aqueous Ag (I) / Ag (II) redox mediator solution used in mediated electrooxidation process.See Korean J. Chem. Eng. 26 (4), 1053-1057).

이는 본 발명의 미생물 연료전지 시스템이 침전물의 생성없이 은과 같은 유가 금속을 회수함과 동시에 전기에너지를 얻을 수 있음을 의미하며, 이는 경제적으로 이익이 됨은 물론, 은 산업에 상당한 큰 영향을 줄 것이다. This means that the microbial fuel cell system of the present invention can recover valuable metals such as silver and obtain electrical energy without generating sediment, which will be economically beneficial and will have a significant impact on the silver industry. .

실험조건은 환원전극에서 질산은 용액의 환원에 의하여 은 금속이 얻어진다는 의미에서 유사하다.The experimental conditions are similar in the sense that silver metal is obtained by reduction of the silver nitrate solution in the cathode.

전기적 특성의 관점에서 보면, 환원전극실에 200 ppm의 일정 은 이온 농도와 산화전극 전해질에 일정 농도의 유기 전자 공여체를 유지할 경우, 1000 Ω의 부하저항을 사용하여 0.63 V의 방전전압과 2.86 A/㎡의 전류밀도로 1.80 W/㎡의 결과를 야기한다는 것은 매우 고무적인 사실이며, 8 시간 이내에 은 회수효율이 98.3%에 이른다는 사실 또한 희망적이다.In terms of electrical characteristics, when a constant concentration of 200 ppm in the cathode chamber and a constant concentration of organic electron donor are maintained in the anode electrolyte, a discharge resistance of 0.63 V and 2.86 A / It is very encouraging to have a result of 1.80 W / m 2 with a current density of 2 m 2, and it is also hopeful that the silver recovery efficiency reaches 98.3% within 8 hours.

실제로, 사용된 산화은 단추형 전지에서 침출된 31000 ppm의 질산은을 함유하는 폐수가 존재한다(Aktas, S., 2010. Silver recovery from spent silver oxide button cells. Hydrometallurgy 104, 106-111). Indeed, there is a wastewater containing 31000 ppm of silver nitrate leached from the silver oxide button cells used (Aktas, S., 2010. Silver recovery from spent silver oxide button cells. Hydrometallurgy 104, 106-111).

산화전극실에 유기 폐수를 통과시키고 환원전극실이 사용된 산화은 단추형 전지로부터 얻은 침출액과 같은 AgNO3를 갖는 이실 미생물 연료전지 시스템은 은 금속의 비용 효과적인 회수방법을 보여준다.A two-silicone microbial fuel cell system with AgNO 3 , such as a leachate from a silver oxide button cell in which an organic wastewater is passed through an anode chamber and a cathode chamber is used, shows a cost-effective recovery of silver metal.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 침출과정 이후 은 회수 과정들, 즉 KCl에 의한 침전 및 아연 분말에 의한 염화은의 치환반응이 생략되어 경제적 절약과 이차 수질오염 방지가 가능하다.In addition, according to the present invention, after the conventional leaching process, silver recovery processes, that is, precipitation by KCl and substitution of silver chloride by zinc powder may be omitted, thereby saving economics and preventing secondary water pollution.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. The drawings and the detailed description of the invention are merely illustrative of the invention and are used merely for the purpose of describing the invention and not for limiting the scope of the invention as set forth in the claims or the claims.

그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

Claims (5)

산화전극과 환원전극, 그리고 양 전극실 사이의 분리막을 구비한 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법에 있어서,
산화전극 전해질로 수산화암모늄 및 과염소산 칼륨과, 완충용액으로 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산, 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산 나트륨염 화합물을 미생물에 필요한 영양액으로 제조하여 사용하고, 환원전극 전해질로 과염소산염을 사용하는 것을 특징으로 하는, 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법.
In a method for producing power while recovering silver metal from silver-containing wastewater by using a microbial fuel cell having an anode, a cathode, and a separator between both electrode chambers,
Ammonium hydroxide and potassium perchlorate as anode electrolytes, 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfonic acid, 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfuric acid as buffer A method for recovering silver metal from silver-containing wastewater and producing electric power using a microbial fuel cell, characterized in that a sodium phosphate salt compound is prepared and used as a nutrient solution for microorganisms, and perchlorate is used as a cathode electrolyte. .
제1항에 있어서,
산화전극 전해질은 리터당 전자공여체로 1 내지 10g의 초산나트륨과 0.1 내지 10g의 수산화암모늄, 0.001 내지 1g의 인산칼륨(인에 대한 질소의 질량비=5:2), 10 내지 1000mM의 과염소산칼륨, 10 내지 1000mM의 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산, 1 내지 1000mM의 4-(2-하이드록시에틸)-1-피페라진-에탄설폰산 나트륨염 및 0.1 내지 20g의 효모추출액으로 구성되고, 환원전극 전해질은 전해질 성분으로 과염소산 염(KClO4, NaClO4)을 0.01 내지 2M 비율로 사용하는 것을 특징으로 하는, 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법.
The method of claim 1,
The anode electrolyte is an electron donor per liter of 1 to 10 g of sodium acetate, 0.1 to 10 g of ammonium hydroxide, 0.001 to 1 g of potassium phosphate (mass ratio of nitrogen to phosphorus = 5: 2), 10 to 1000 mM of potassium perchlorate, 10 to 1000 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfonic acid, 1-1000 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine-ethanesulfonic acid sodium salt and 0.1 to 20 g of It is composed of a yeast extract, the cathode electrolyte is characterized in that the perchlorate salt (KClO 4 , NaClO 4 ) is used as an electrolyte component in a ratio of 0.01 to 2M, to recover the silver metal from the silver-containing wastewater using a microbial fuel cell How to produce power at the same time.
제1항에 있어서,
완충용액은 2-[N-모르홀리노]에탄 술포네이트, 피페라진-N, N’비스[2-에탄술포네이트], 보릭애시드, 4-나이트로페놀, 시스테아민, 1H-이미다졸, 피리딘, 2-피리딘 아민, 2-클로로 페놀, 3-클로로 페놀, 2-나이트로 페놀, 4-나이트로 페놀, 메톡시 피리딘, 2,3-다이메틸 피리딘, 2,4-다이메틸 피리딘, 2,4,6-트리메틸 피리딘, 타이로신아마이드, 니코틴, N,N-다이에틸 아닐린, N-(2-하이드록시에틸)피페라진-N’(4- 부탄 술포닉 산), N-(2-하이드록시에틸)피페라진-N’(2-하이드록시프로판 술포닉 산)을 적어도 하나 이상 사용하는 것을 특징으로 하는, 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법.
The method of claim 1,
The buffer solution is 2- [N-morholino] ethane sulfonate, piperazine-N, N'bis [2-ethanesulfonate], boric acid, 4-nitrophenol, cysteamine, 1H-imidazole, Pyridine, 2-pyridine amine, 2-chloro phenol, 3-chloro phenol, 2-nitro phenol, 4-nitro phenol, methoxy pyridine, 2,3-dimethyl pyridine, 2,4-dimethyl pyridine, 2 , 4,6-trimethyl pyridine, tyrosineamide, nicotine, N, N-diethyl aniline, N- (2-hydroxyethyl) piperazine-N '(4-butane sulfonic acid), N- (2-hydro A method for recovering silver metal from silver-containing wastewater and producing power using a microbial fuel cell, characterized by using at least one of oxyethyl) piperazine-N '(2-hydroxypropane sulfonic acid). .
제1항에 있어서,
미생물 연료전지는 이실 미생물 연료전지인 것을 특징으로 하는, 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법.
The method of claim 1,
A microbial fuel cell, wherein the microbial fuel cell is characterized in that the microbial fuel cell is used to recover the silver metal from the silver-containing wastewater and to generate electric power.
제 1 항에 있어서,
미생물 연료전지에 사용되는 미생물이 Alpha-proteobacteria, Beta-proteobacteria, Delta-proteobacteria, Clostridia, Shewanella oneidensis MR-1, Shewanella oneidensis DSP-10, Shewanella putrefaciens SR-21, IR-1, MR-1, Geobacter sulfurreducens, Geobacter sulfurreducens KN400, Ochrobactrum anthropi YZ-1, Brevibacillus sp. PTH1, E. coli K12 HB101, Aeromonas hydrophila, Corynebacterium sp. MFC03, Leptothrix discophora SP-6, Bacillus licheniformis, Bacillus thermoglucosidasius, Spirulina platensis, Bacillus subtilis, Enterococcus gallinarum, Acetobacter aceti, Gluconobacter roseus 중에서 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는, 미생물 연료전지를 이용하여 은 함유 폐수로부터 은 금속을 회수하는 동시에 전력을 생산하는 방법.
The method of claim 1,
Microorganisms used in microbial fuel cells include Alpha-proteobacteria, Beta-proteobacteria, Delta-proteobacteria, Clostridia, Shewanella oneidensis MR-1, Shewanella oneidensis DSP-10, Shewanella putrefaciens SR-21, IR-1, MR-1, Geobacter sulfurreducens , Geobacter sulfurreducens KN400, Ochrobactrum anthropi YZ-1, Brevibacillus sp. PTH1, E. coli K12 HB101, Aeromonas hydrophila, Corynebacterium sp. Silver metal from wastewater containing silver using a microbial fuel cell, characterized by at least one selected from MFC03, Leptothrix discophora SP-6, Bacillus licheniformis, Bacillus thermoglucosidasius, Spirulina platensis, Bacillus subtilis, Enterococcus gallinarum, Acetobacter aceti, and Gluconobacter roseus A method of producing power at the same time that it recovers.
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