沉積物微生物燃料電池在水體除硝氮中的應用研究.pdf

1、氮是水體富營養(yǎng)化的關鍵限制因子。水體硝酸鹽氮的治理對水體環(huán)境質量的總體改善及水體生態(tài)系統(tǒng)功能的恢復具有重要意義。沉積物微生物燃料電池(SMFC)利用微生物做催化劑，在氧化底泥有機物獲得電能的同時對水體進行處理。本論文利用SMFC系統(tǒng)去除水體中的硝酸鹽氮，同時對系統(tǒng)的陽極及陰極進行了研究。
　　本研究以湖泊底泥為陽極底物，含氮配水為陰極液搭建了沉積物微生物燃料電池系統(tǒng)(SMFC)。所搭建的SMFC電池系統(tǒng)，具有良好的產電、除氮性能，

2、啟動運行約285h后達到峰值電壓0.25V并趨于穩(wěn)定。SMFC系統(tǒng)陰極上覆水硝氮濃度由初始的2.5mg/L經過320h后降低到0.745mg/L，降幅約70％。實驗表明，在沉積物微生物燃料電池系統(tǒng)中，硝氮的去除率主要受水體中硝氮初始濃度、電極面積、反應器所處環(huán)境溫度等因素影響。
　　本研究用綠銹對陽極進行了修飾。研究發(fā)現(xiàn)用綠銹修飾提高了SMFC的產電能力，同時提高了SMFC陰極室對水體中硝酸鹽氮的去除率。與使用未經綠銹修飾電極的S

3、MFC相比，硝氮去除率提高了近15%。本研究對陰極碳氈上的菌群進行了分離純化。經16SrDNA分析鑒定后，分離純化的主要菌株為伯克氏菌、無色桿菌和鏈霉菌。經實驗證明，生物陰極的反硝化機制是由多種菌群混合作用，但作用機制還有待研究。
　　綜上，本研究中的SMFC系統(tǒng)為水體硝氮污染物的去除提供了一個新的研究思路。作為一種清潔能源技術，SMFC可以利用陽極污染物產生電子然后在陰極利用此電子去除NO3-，我們有理由相信它在環(huán)境微生物應用、