单室型无质子交换膜微生物燃料电池产电及去污初探

娄红梅,李冬萍

（大连民族学院生命科学学院学生,大连 116605）

单室型无质子交换膜微生物燃料电池产电及去污初探

娄红梅,李冬萍

（大连民族学院生命科学学院学生,大连 116605）

微生物燃料电池 （Microbial fuel cells,MFCs）技术具有反应条件温和、底物广泛、清洁高效和能量输出等显著优点,被认为是最有潜力的污水处理技术[1]。利用 M FCs的原理和技术,构建无质子交换膜M FCs,耦合阳极氧化和阴极还原,同时进行废水中还原性和氧化性污染物的深度处理是值得深入研究的科学问题。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

单室型 M FCs反应器系统 （560m L）（如图 1）、UV-1600紫外可见分光光度计、低速台式离心机、pH计、搅拌器、蠕动泵等、精密万用表。

图1 单室型M FCs

1.2 实验方法

（1）驯化厌氧消化污泥和反硝化污泥,分别在不锈钢网材质的阳极和阴极上成膜,用磁力搅拌器进行搅拌 （100 rpm）。主要水质指标见表 1。

表1 主要水质指标 m g·L-1

（2）分析方法:电压,精密万用表测量；COD、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的测定方法参照《水和废水监测方法》[2]。

2 结果与讨论

电池稳定运行期间,电池的产电能力为 （153±12）mV,明显高于相同体积双室型M FCs的产电能力,COD、氨氮和硝酸盐氮的去除率分别为（83.0±2.5）%、（94.0±4.4）%和 （96.0±4.8）%,这与双室型的污染物去除效率相近[3]。而整个运行期间亚硝酸盐几乎没有积累,这表明:单室型无质子交换膜 M FCs系统与双室型相比,具有较高的产电能力和相近的污染物去除能力；单室型M FCs系统中不同类型微生物容易在电极表面同时附着生长可能是影响系统稳定运行的一个重要原因。可能是电极表面生物膜中富集有厌氧氨氧化菌,因此系统出水中氨氮、亚硝酸盐的浓度始终较低。与双室型M FCs相比,单室型M FCs在污水处理过程中,微生物在电极表面成膜、营养代谢、电子传递等过程还有待进一步深入研究。

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

[2]国家环境保护总局《水和废水监测方法》编委会.水和废水监测方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002.

[3]李东萍,娄红梅.双室型微生物燃料电池协同脱氮的初步研究[J].大连民族学院学报,2010（3）:285.

（责任编辑 刘敏）

X131.2 < class="emphasis_bold">文献标志码:A

A

1009-315X（2011）01-0096-01

2010-03- 16；

2010-10-15

大连民族学院太阳鸟计划资助项目 （20090340）。

指导教师:冉春秋 （1976-）,男,四川南充人,讲师,博士,主要从事环境生物技术研究