微生物燃料電池降解高氯酸鹽特性及介體調(diào)控機(jī)理研究.pdf

1、高氯酸鹽是一種持久性有毒物質(zhì)，其使用和生產(chǎn)過(guò)程中的違規(guī)排放帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。作為一種新型處理技術(shù)，微生物燃料電池(MFC)可在降解污染物的同時(shí)輸出電能，已成為環(huán)境能源技術(shù)的研究重點(diǎn)。因此，本研究以高氯酸鈉為模型污染物，開(kāi)展了單室MFC反應(yīng)器處理高氯酸鹽廢水的研究。通過(guò)優(yōu)化MFC反應(yīng)器的啟動(dòng)條件，考察了不同共存電子受體、不同氧化還原介體對(duì)MFC性能的影響，并探討了介體調(diào)控MFC性能的電子傳遞機(jī)理。
　　MFC經(jīng)過(guò)140 h連

2、續(xù)運(yùn)行，高氯酸鹽還原速率和產(chǎn)生的電壓趨于穩(wěn)定;初始高氯酸鹽濃度為150 mg·L-1和以乙酸鈉作為碳源時(shí)MFC的性能較好。
　　不同種類(lèi)、濃度的電子受體，對(duì)MFC性能產(chǎn)生了不同的影響。硝酸鹽和氯酸鹽的存在均抑制了高氯酸鹽的還原，當(dāng)硝酸鹽和氯酸鹽還原完全后高氯酸鹽開(kāi)始還原，在硝酸鹽還原時(shí)產(chǎn)生了較高的電壓，而在氯酸鹽還原時(shí)產(chǎn)生了較低的電壓，當(dāng)硝酸鹽和氯酸鹽還原完全時(shí)電壓恢復(fù)到58 mV左右;高濃度硫酸鹽對(duì)MFC性能產(chǎn)生了不可恢復(fù)的抑制

3、。熱力學(xué)分析結(jié)果表明，硝酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽之間是電子競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系;電化學(xué)分析表明，硝酸鹽和氯酸鹽還原時(shí)提高了陽(yáng)極電化學(xué)活性。
　　通過(guò)分別考察抑制劑CuCl2、NaN3、雙香豆素、魚(yú)藤酮、二鹽酸喹吖因水化合物(QDH)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCCD)、羰基氰基-3-氯苯腙(CCCP)和辣椒素對(duì)MFC性能的影響，結(jié)果表明NADH脫氫酶、NADH-Q還原酶、甲基萘醌、Fe-S蛋白（復(fù)合體Ⅰ）、ATP合成酶和FAD還原酶是MFC陽(yáng)極呼吸鏈