零價鐵對UASB-MFC耦合系統(tǒng)污泥顆?；阅芗吧飩鞲行阅艿挠绊懷芯?pdf

1、升流式厭氧污泥床(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket，UASB)-微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)生物傳感器因其能夠?qū)ASB運行狀態(tài)進行穩(wěn)定監(jiān)測而被廣泛研究。顆粒污泥作為UASB-MFC耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，因其具有較高的生物活性，助于快速降解有機物，利于生物傳感，而零價鐵(Zero-valent Iron，ZVI)具有吸附作用，能使微生物快速聚集。因此本文將零價鐵應(yīng)用于

2、UASB-MFC耦合系統(tǒng)中，研究ZVI對污泥顆?；挠绊?此外，由于UASB-MFC耦合系統(tǒng)受水解酸化及MFC電子傳遞等影響，從而導(dǎo)致生物傳感性能受阻，響應(yīng)時間長。因而利用ZVI較強的還原性能研究其對生物傳感的影響。根據(jù)課題的實驗研究與分析，得出如下結(jié)論:
　　1.零價鐵能夠有效促進污泥顆?；M程。通過不同ZVI濃度投加后反應(yīng)器狀況對比，反應(yīng)器R1(ZVI0mg/L)內(nèi)污泥平均粒徑由52μm增長到851μm，而投加零價鐵后顆粒平均

3、粒徑的增大，其中R4(ZVI30mg/L)中粒徑增加最多，由55μm增加至1332μm，且其大顆粒污泥所占比例較高。除此之外，零價鐵促進系統(tǒng)內(nèi)胞外聚合物中蛋白質(zhì)的分泌，使污泥絮凝性能得到改善，同時相對應(yīng)的降低Zeta電位，說明適量零價鐵能夠有效促進污泥顆?；M程。
　　2.零價鐵對于強化生物傳感器產(chǎn)電性能與傳感性能具有一定作用。通過對比電信號和pH對濃度變化的反饋時間，得出電信號對濃度的反饋比pH的反饋更加快速。在500-2000

4、mg/L范圍內(nèi)，ZVI不僅能夠加速電信號及pH反饋速率，縮短反饋時間，且能對電信號起到擴增作用;在2000-6000mg/L范圍內(nèi)，ZVI的投加反而會對pH的反饋有所延滯。通過電化學(xué)測試得出，投加零價鐵能夠提升MFC的功率密度及庫倫效率，降低內(nèi)阻。由于零價鐵增加溶液的離子強度，能夠提升細菌和陽極表面電子的傳遞，使其電化學(xué)活性增強，助于MFC的電子傳遞過程，益于生物傳感器性能提升。
　　3.零價鐵能提高水解酸化效率并優(yōu)化產(chǎn)酸類型。當(dāng)

5、有機負荷為0.36gCOD/gMLSS·d時，各系統(tǒng)TVFA均維持在70mg/L，且VFA成分以乙酸為主，達到50％，ZVI對于VFA成分影響并不明顯;在有機負荷為4.32gCOD/gMLSS·d時，系統(tǒng)負載過大，出現(xiàn)酸化狀態(tài)，ZVI0mg/L時TVFA為1424mg/L，而隨著ZVI投加量增加，TVFA顯著降低，ZVI50mg/L時，TVFA為814mg/L，下降43％。零價鐵的加入使反應(yīng)器內(nèi)丁酸占總揮發(fā)性脂肪酸比例降低6％-21％，