單室型無質子交換膜微生物燃料電池產電及去污初探

婁紅梅,李冬萍

（大連民族學院生命科學學院學生,大連 116605）

單室型無質子交換膜微生物燃料電池產電及去污初探

婁紅梅,李冬萍

（大連民族學院生命科學學院學生,大連 116605）

微生物燃料電池 （Microbial fuel cells,MFCs）技術具有反應條件溫和、底物廣泛、清潔高效和能量輸出等顯著優點,被認為是最有潛力的污水處理技術[1]。利用 M FCs的原理和技術,構建無質子交換膜M FCs,耦合陽極氧化和陰極還原,同時進行廢水中還原性和氧化性污染物的深度處理是值得深入研究的科學問題。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

單室型 M FCs反應器系統 （560m L）（如圖 1）、UV-1600紫外可見分光光度計、低速臺式離心機、pH計、攪拌器、蠕動泵等、精密萬用表。

圖1 單室型M FCs

1.2 實驗方法

（1）馴化厭氧消化污泥和反硝化污泥,分別在不銹鋼網材質的陽極和陰極上成膜,用磁力攪拌器進行攪拌 （100 rpm）。主要水質指標見表 1。

表1 主要水質指標 m g·L-1

（2）分析方法:電壓,精密萬用表測量；COD、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的測定方法參照《水和廢水監測方法》[2]。

2 結果與討論

電池穩定運行期間,電池的產電能力為 （153±12）mV,明顯高于相同體積雙室型M FCs的產電能力,COD、氨氮和硝酸鹽氮的去除率分別為（83.0±2.5）%、（94.0±4.4）%和 （96.0±4.8）%,這與雙室型的污染物去除效率相近[3]。而整個運行期間亞硝酸鹽幾乎沒有積累,這表明:單室型無質子交換膜 M FCs系統與雙室型相比,具有較高的產電能力和相近的污染物去除能力；單室型M FCs系統中不同類型微生物容易在電極表面同時附著生長可能是影響系統穩定運行的一個重要原因?？赡苁请姌O表面生物膜中富集有厭氧氨氧化菌,因此系統出水中氨氮、亞硝酸鹽的濃度始終較低。與雙室型M FCs相比,單室型M FCs在污水處理過程中,微生物在電極表面成膜、營養代謝、電子傳遞等過程還有待進一步深入研究。

[1]LOGAN BE,REGAN JM.Microbial Fuel Cells—Challenges and Applications[J]. Environ Sci Technol,2006,40（17）:5172-5180.

[2]國家環境保護總局《水和廢水監測方法》編委會.水和廢水監測方法[M].4版.北京:中國環境科學出版社,2002.

[3]李東萍,婁紅梅.雙室型微生物燃料電池協同脫氮的初步研究[J].大連民族學院學報,2010（3）:285.

（責任編輯 劉敏）

X131.2 < class="emphasis_bold">文獻標志碼:A

A

1009-315X（2011）01-0096-01

2010-03- 16；

2010-10-15

大連民族學院太陽鳥計劃資助項目 （20090340）。

指導教師:冉春秋 （1976-）,男,四川南充人,講師,博士,主要從事環境生物技術研究