單室型無(wú)質(zhì)子交換膜微生物燃料電池產(chǎn)電及去污初探

婁紅梅,李冬萍

（大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生,大連 116605）

單室型無(wú)質(zhì)子交換膜微生物燃料電池產(chǎn)電及去污初探

婁紅梅,李冬萍

（大連民族學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院學(xué)生,大連 116605）

微生物燃料電池 （Microbial fuel cells,MFCs）技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、底物廣泛、清潔高效和能量輸出等顯著優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是最有潛力的污水處理技術(shù)[1]。利用 M FCs的原理和技術(shù),構(gòu)建無(wú)質(zhì)子交換膜M FCs,耦合陽(yáng)極氧化和陰極還原,同時(shí)進(jìn)行廢水中還原性和氧化性污染物的深度處理是值得深入研究的科學(xué)問(wèn)題。

1 材料與方法

1.1 材料及儀器

單室型 M FCs反應(yīng)器系統(tǒng) （560m L）（如圖 1）、UV-1600紫外可見分光光度計(jì)、低速臺(tái)式離心機(jī)、pH計(jì)、攪拌器、蠕動(dòng)泵等、精密萬(wàn)用表。

圖1 單室型M FCs

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

（1）馴化厭氧消化污泥和反硝化污泥,分別在不銹鋼網(wǎng)材質(zhì)的陽(yáng)極和陰極上成膜,用磁力攪拌器進(jìn)行攪拌 （100 rpm）。主要水質(zhì)指標(biāo)見表 1。

表1 主要水質(zhì)指標(biāo) m g·L-1

（2）分析方法:電壓,精密萬(wàn)用表測(cè)量；COD、氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的測(cè)定方法參照《水和廢水監(jiān)測(cè)方法》[2]。

2 結(jié)果與討論

電池穩(wěn)定運(yùn)行期間,電池的產(chǎn)電能力為 （153±12）mV,明顯高于相同體積雙室型M FCs的產(chǎn)電能力,COD、氨氮和硝酸鹽氮的去除率分別為（83.0±2.5）%、（94.0±4.4）%和 （96.0±4.8）%,這與雙室型的污染物去除效率相近[3]。而整個(gè)運(yùn)行期間亞硝酸鹽幾乎沒(méi)有積累,這表明:單室型無(wú)質(zhì)子交換膜 M FCs系統(tǒng)與雙室型相比,具有較高的產(chǎn)電能力和相近的污染物去除能力；單室型M FCs系統(tǒng)中不同類型微生物容易在電極表面同時(shí)附著生長(zhǎng)可能是影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一個(gè)重要原因?？赡苁请姌O表面生物膜中富集有厭氧氨氧化菌,因此系統(tǒng)出水中氨氮、亞硝酸鹽的濃度始終較低。與雙室型M FCs相比,單室型M FCs在污水處理過(guò)程中,微生物在電極表面成膜、營(yíng)養(yǎng)代謝、電子傳遞等過(guò)程還有待進(jìn)一步深入研究。

[1]LOGAN BE,REGAN JM.Microbial Fuel Cells—Challenges and Applications[J]. Environ Sci Technol,2006,40（17）:5172-5180.

[2]國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局《水和廢水監(jiān)測(cè)方法》編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)方法[M].4版.北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

[3]李東萍,婁紅梅.雙室型微生物燃料電池協(xié)同脫氮的初步研究[J].大連民族學(xué)院學(xué)報(bào),2010（3）:285.

（責(zé)任編輯 劉敏）

X131.2 < class="emphasis_bold">文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

A

1009-315X（2011）01-0096-01

2010-03- 16；

2010-10-15

大連民族學(xué)院太陽(yáng)鳥計(jì)劃資助項(xiàng)目 （20090340）。

指導(dǎo)教師:冉春秋 （1976-）,男,四川南充人,講師,博士,主要從事環(huán)境生物技術(shù)研究