氧化還原介體在微生物燃料電池中的應(yīng)用.pdf

1、硝酸鹽廢水主要來源于農(nóng)業(yè)化肥的使用，生活污水和工業(yè)廢水的排放，大量排放的硝酸鹽廢水流入土地、河流中，嚴(yán)重污染土壤及水體。相對(duì)于傳統(tǒng)的物理化學(xué)法，生物法工藝簡(jiǎn)單、投資成本低得到廣泛的應(yīng)用。近年來，微生物燃料電池(Microbial fuel cell MFC)作為一種新型生物技術(shù)在降解污染物的同時(shí)產(chǎn)生電能，備受關(guān)注，但MFC技術(shù)處理含氮廢水存在底物降解速率慢、電能輸出低等問題，因此，如何提高其運(yùn)行性能成為研究熱點(diǎn)。故本課題考察通過MFC參

2、數(shù)優(yōu)化、添加氧化還原介體及修飾電極三方面來提高M(jìn)FC運(yùn)行性能。
　　實(shí)驗(yàn)采用1g/L無水乙酸鈉啟動(dòng)MFC，穩(wěn)定運(yùn)行后，通過碳源、C/N、硝酸鹽濃度、溫度4因素來優(yōu)化MFC運(yùn)行性能。結(jié)果表明:當(dāng)溫度為30℃、無水乙酸鈉為碳源、C/N=5∶1、硝酸鹽濃度為200mg/L時(shí)MFC體系硝酸鹽去除率均可達(dá)到90％以上，最大電能輸出可達(dá)到0.462V，通過交流阻抗分析參數(shù)優(yōu)化后MFC體系內(nèi)阻減小，進(jìn)而提高M(jìn)FC運(yùn)行性能。
　　實(shí)驗(yàn)添加硫

3、堇、中性紅、蒽醌-2，6-二磺酸鈉、蒽醌-2-磺酸鈉、蒽酮、刃天青、亞甲基藍(lán)7種不同氧化還原介體考察其對(duì)MFC性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氧化還原介體加入MFC中可以提高體系的運(yùn)行情況，且不同氧化還原介體及同種介體不同濃度對(duì)其影響效果不同。當(dāng)硫堇濃度為20μmol/L時(shí)其電能輸出提高88.8％，中性紅濃度為10μmol/L時(shí)其電能輸出提高153％，蒽醌-2，6-二磺酸鈉濃度為1μmol/L時(shí)其電能輸出提高51.2％，蒽醌-2-磺酸鈉濃度為

4、1μmol/L時(shí)其電能輸出提高60.4％，蒽酮濃度為3μmol/L時(shí)其電能輸出提高7％，刃天青濃度為1μmol/L時(shí)其電能輸出提高97.9％，亞甲基藍(lán)濃度為1μmol/L時(shí)其電能輸出提高37.9％。并且添加不同濃度的氧化還原介體MFC體系硝酸鹽的去除率均可達(dá)到96％以上，提高M(jìn)FC運(yùn)行性能。
　　實(shí)驗(yàn)還考察修飾電極對(duì)MFC運(yùn)行性能的影響。使用丙酮清洗、重氮反應(yīng)、蒽醌-2，6-二磺酸鈉摻雜吡咯、中性紅固定等5種不同方法修飾電極并考察