微生物燃料電池性能優化及微生物分析

王亞君，孫亞紅，廉 靜，田秀蕾，梁曉紅，郭建博,4

(1.河北科技大學環境科學與工程學院，河北石家莊 050018；2.河北省污染防治生物技術實驗室，河北石家莊 050018；3.石家莊市橋西污水處理廠，河北石家莊 050091; 4.天津城建大學環境與市政工程學院，天津 300384)

?

微生物燃料電池性能優化及微生物分析

王亞君1,2，孫亞紅3，廉 靜1,2，田秀蕾1,2，梁曉紅1,2，郭建博1,2,4

(1.河北科技大學環境科學與工程學院，河北石家莊 050018；2.河北省污染防治生物技術實驗室，河北石家莊 050018；3.石家莊市橋西污水處理廠，河北石家莊 050091; 4.天津城建大學環境與市政工程學院，天津 300384)

為了進一步提高微生物燃料電池的運行性能，提高硝酸鹽降解率及改善電能輸出情況，以城鎮污水處理廠二沉池污泥為接種源，硝酸鈉為電子受體運行典型單室空氣陰極微生物燃料電池(MFC)。以1 g/L無水乙酸鈉、50 mmol/L磷酸鹽緩沖液為模擬廢水成功啟動MFC，運行穩定后，通過碳源、碳氮比(C/N)、硝酸鹽濃度、溫度4個因素來優化MFC運行性能。實驗結果表明：在溫度為30 ℃、無水乙酸鈉為碳源、C/N=5∶1、硝酸鹽質量濃度為200 mg/L時MFC運行性能最佳，硝酸鹽去除率均可達到90%以上，最大電壓可達到0.462 V。最佳狀態下經6個周期運行，MFC最高電壓為0.62 V，功率密度高達4.53 W/m2；交流阻抗分析最佳運行狀態下MFC內阻為130 Ω，掃描電鏡觀察到電極表面微生物種類及數量均明顯增多。研究證明MFC可以作為含硝酸鹽廢水產能凈化的有效技術。

水污染防治工程；微生物燃料電池；參數優化；脫氮；電能輸出

目前中國硝酸鹽廢水的排放已嚴重超出了水體的環境容量，大量硝酸鹽廢水滲入土地、流入河流中，污染土壤及水體[1-2]；……