外阻對同步脫氮除硫燃料電池古菌群落的影響

蔡 靖, 胡安輝

(1. 浙江工商大學 環境科學與工程學院, 浙江 杭州 310018;2. 浙江環益資源利用有限公司, 浙江 杭州 311500)

1 前 言

微生物燃料電池(microbial fuel cell，MFC)是以酶或微生物作為催化劑，將化學能直接轉化成電能的裝置[1]。這一概念早在1911 年被提出，但在1991 年才被嘗試應用于污水處理[2]。目前文獻報道的MFC大多集中在以有機物作為基質[3]。隨著研究的逐漸深入，科學家們在海底沉積物 MFC 中發現，MFC 電能的產生與硫化物的氧化緊密相關[4]，且現有不少文獻報道 MFC 可以廢水中硫化物為基質產電[5-8]。然而迄今為止，國內外有關MFC 同時去除硫化物和硝酸鹽的文獻報道極為少見。LEE 等[9]于2013 年使用菌株Pseudomonas sp. C27 構建雙室MFC 去除廢水中的硫化物時，研究了陽極中添加硝酸鹽作為電子受體對 MFC 性能的影響。魏炎等[10]則構建了以硫化物作為陽極電子供體和硝酸鹽為陰極電子受體的雙室型MFC，實現了硫化物和硝酸鹽的同時去除。研究表明，在缺氧或厭氧狀態下，某些微生物能夠以硝酸鹽為電子受體將硫化物氧化成單質硫[11]。以此為依據，研發出同步脫氮除硫工藝，可實現以廢制廢，達到對氮硫2 種污染物同時去除。據此，研究啟動并運行了無機條件下的同步脫氮除硫燃料電池，并證實該MFC 可同時實現廢水處理和生物發電，且產電功能與基質去除功能間是相互耦聯的[12-13]。

在MFC 中，陽極室內微生物需要在有電環境中降解污染物質，這與普通污水處理(無電環境)存在明顯不同。因此，MFC 中的產電微生物及微生物群落日益引起關注[14]。……