人工濕地型微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)的微生物特性研究.pdf

1、本研究以人工濕地型微生物燃料電池復(fù)合系統(tǒng)(CW-MFC)為研究載體，研究了CW-MFC產(chǎn)電性能的影響因素、同步偶氮染料脫色與產(chǎn)電特性、陽極微生物群落結(jié)構(gòu)以及偶氮染料甲基橙(MO)在系統(tǒng)中的降解途徑。
　　在高徑比相同、體積不同的大、中、小裝置中，分別設(shè)置不同的電極間距，研究裝置體積和電極間距對產(chǎn)電性能的影響，特別是對內(nèi)阻(Rint)的影響。研究表明，隨著體積的減小，裝置輸出電壓降低，隨著電極間距的增大，Rint和歐姆內(nèi)阻（RΩ）逐

2、漸升高。提高磷酸緩沖溶液(PB)濃度能顯著降低Rint和RΩ，緩沖溶液為50mM時，裝置輸出電壓和最大功率密度(Pmax)最高。以陶粒為填料層填料的裝置產(chǎn)電性能高于以玻璃珠填料裝置。Rint隨著填料粒徑的增大而減小，粒徑為1～2cm時Pmax最高。
　　在不同共基質(zhì)濃度和開/閉路條件下，研究發(fā)現(xiàn)共基質(zhì)是脫色和產(chǎn)電必不可少的，電極效應(yīng)能夠促進(jìn)CW-MFC對活性艷紅X-3B和MO的脫色降解。下填料層能夠去除部分有機(jī)物且對產(chǎn)電性能有促進(jìn)

3、作用。
　　陽極微生物的16S rRNA序列大多與Proteobacteria相似。類似于產(chǎn)電菌Geobacter metallireducens和Desulfobulbaceae的序列在開、閉路條件下均有發(fā)現(xiàn)。系統(tǒng)中檢測出多種類似于降解菌Desulfobacterium sp.、Klebsiella sp.、Aminobactersp.、Flavobacterium sp.、Thauera aromatic和Sphingomon

4、as sp.的序列。在閉路條件下，G.sulfurreducens和Betaproteobacteria的密度分別比開路條件下高35.29％和5.88％。
　　利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)技術(shù)分析得出MO在CW-MFC中的降解中間產(chǎn)物有:N，N-二甲基對苯二胺(N，N-Dimethyl-p-phenylenediamin，DMPD),N-甲基-對苯二胺(N-methyl-p-Phenylenediamine)和1，4-二氨