接种量对MEC阳极膜形成及胞外聚合物的影响

发布时间：2024-03-17 13:28

　　本文采用单池微生物电解池(MEC)反应器,以活性污泥为接种物,葡萄糖为底物,研究了不同接种量对MEC阳极膜形成及胞外聚合物的影响。实验研究显示:10%、20%、30%和40%接种量下最大电流密度为0.315A·m^-2、5.94 A·m^-2、12.28A·m^-2和0.64A·m^-2。表明,一定范围内增加接种量能提高阳极膜产电能力,接种量过多(达到40%)阳极膜产电能力反而下降。阳极生物膜电化学活性和氢气产率与MEC电流密度变化趋同,一定范围内增加接种量有利于提高阳极生物膜电化学活性和阳极膜氢气产率。进一步分析阳极膜生物量与胞外聚合物(EPS)成分结果表明:增加接种量有利于阳极膜生物量提高,大量的阳极附着细菌可以产生更高的电流密度和EPS含量,阳极膜EPS中蛋白质含量明显高于多糖,且随着蛋白质含量增加,产电密度也增大。

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【部分图文】：

图1MEC反应装置

实验装置主要由电解记录单元、单池发酵单元和气体排水收集单元组成。如图1,MEC反应发酵池为500mL玻璃广口瓶,密封瓶盖打孔橡胶塞,再用密封胶密封;电极穿过橡胶塞浸入发酵液中并用导线与无纸记录仪(SIN-R7000A,中国)相连;采用排水集气法收集产生的气体,通过读取排出水的体积....

图2不同接种量下电流密度变化

图2显示不同接种量对形成MEC生物阳极膜产电情况。所有MEC的起始阶段均无明显电流产生,但在外加电压作用下产电菌开始在阳极表面富集,不同发酵参数实验组开始陆续产生电流。最先产电实验组为接种量30%,其次是接种量20%组。30%组在约60h最先产生电流,随后电流密度持续上升并达到最....

图3不同接种量下MEC产气情况

图3显示不同接种量下阳极生物膜培养过程中的产气情况。所有实验组均有氢气与甲烷的产生,但是不同接种量对气体中的氢气与甲烷含量影响重大。与培养过程中产电情况较为类似,接种量对MEC氢气产率从10%的0.023mol/mol-葡萄糖上升到30%的0.0498mol/mol-葡萄糖,....

图4不同接种量下生成阳极生物膜产氢潜力

在MEC阳极生物膜培养过程中电流值稳定后,取出培养好的阳极生物膜,将其转移到相同底物浓度培养基质中,但是不加入接种物,运行条件统一设置在0.8V、35℃,其它的外部条件与MEC阳极生物膜培养过程均相同,验证不同接种量下培养的MEC阳极生物膜的产氢性能。图4显示出不同接种量下形成....

本文编号：3931098