上流式單室無膜微生物燃料電池處理偶氮染料廢水

孫彩玉，宋志偉，盛 濤，楊莉莎，李立欣

(1.黑龍江科技大學 環境與化工學院，哈爾濱 150022；2.黑龍江科技大學 教務處，哈爾濱 150022)

偶氮染料廢水是一種常見的難降解廢水，廢水中含有的重氮基團化學性質穩定，無法直接被微生物降解[1]。處理偶氮染料廢水最常用的方法為活性污泥法和高級氧化[2]。微生物燃料電池(MFC)是一種新型的污水處理技術，因其在去除有機污染物的同時能夠產生電能而備受人們關注[3]。到目前為止，有關MFC技術處理偶氮染料廢水的研究卻很少。關于MFC的研究基本均在雙室MFC系統中完成[2-3]，由于雙室MFC中質子膜的存在會影響質子的傳遞效率及系統內阻的升高，從而會在一定程度上限制其運行性能。相比之下，單室無膜MFC系統由于簡化的結構能夠有效降低系統內阻，從而提高反應效率，另外還能降低基建和運行成本[4]。因此，筆者旨在構建上流式單室無膜MFC系統，以偶氮染料廢水為基質，考察其運行過程中的產電性能及廢水處理效果。

1 材料與方法

1.1 接種污泥

陽極室接種污泥取自哈爾濱市某污水處理廠污泥濃縮池，收集后的污泥用蒸餾水淘洗3遍，再用不銹鋼進行篩分去除粒徑D≥2 mm的顆粒。污泥接種至陽極室后，先用糖蜜廢水馴化60 d再啟動反應裝置。接種時的污泥特性如下：懸浮物(SS)的質量濃度為12.6 g/L、揮發性懸浮物(VSS)的質量濃度為9.7 g/L、pH為7.3。

1.2 實驗廢水

實驗用廢水采用人工合成的廢水，廢水的組分：酸性黑 1(AB1)的質量濃度分別為0、25、50 mg/L，乙酸鈉的質量濃度為2.45 g/L，氯化銨的質量濃度為0.32 g/L，氯化鉀的質量濃度為0.11 g/L，磷酸二氫鉀的質量濃度為0.55 g/L，氯化鎂的質量濃度為0.12 g/L和氯化鈉的質量濃度為0.12 g/L。……