硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

发布时间：2017-07-15 11:12

  本文关键词：硝酸盐浓度对微生物燃料电池阳极产电性能的影响

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【摘要】：采用以假单胞菌Pseudomonas sp.C27为阳极优势菌属的微生物燃料电池(MFC)为研究对象,重点考察了进水中的硝酸盐浓度对于MFC系统产电及污染物去除的影响.实验结果表明,硝酸盐对于MFC的库仑效率(CE)影响较大,当硝酸盐浓度为250 mg·L~(-1)时,其电压下降段库仑效率仅为0.17%,而阳极未加入硝酸盐时,库仑效率为9.3%.当阳极初始硝酸盐浓度由0 mg·L~(-1)增加到250 mg·L~(-1)时,系统的传荷内阻由16.3Ω下降至11.2Ω,输出电压经短暂的电压下降后迅速回升至稳定,其稳定阶段输出电压与未受抑制阶段基本持平,最大输出功率可达到120 m W·m~(-2)左右.当硝酸盐浓度大于300 mg·L~(-1)时,硝酸盐对阳极微生物产电活性造成不可逆的抑制作用,系统产电能力大幅度下降且无法恢复至未受抑制阶段.可见,阳极生物反硝化过程对阳极生物产电具有电子竞争作用,过高的硝酸盐浓度会造成阳极生物膜产电性能降低甚至完全丧失.
【作者单位】： 同济大学生物膜技术研究所污染控制与资源化研究国家重点实验室长江水环境教育部重点实验室同济大学环境科学与工程学院;
【关键词】： 阳极微生物 电化学阻抗 抑制 微生物燃料电池 硝酸盐
【基金】：国家科技支撑计划(No.2012BAJ21B01)~~
【分类号】：X703;TM911.45
【正文快照】： 1引言(Introduction)微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一种利用微生物作为催化剂,将有机物质中的化学能转换为电能的装置(Rabaey et al.,2005).MFC作为一种新型的污水处理及污水生物修复技术,具有同时去除有机污染物并获得能源输出的优点(Cheng et al.,2014;Zhao et

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