微生物燃料電池處理抗生素模擬廢水實驗研究.pdf

1、近年來全球水體污染日趨嚴重，逐漸成為制約經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的一個大問題。因此亟需尋求一種成本低、能耗少、經(jīng)濟效益明顯的廢水處理技術。微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)作為一種新型的廢水處理技術和能源開發(fā)工藝，被國內(nèi)外研究學者廣泛地研究。
　　抗生素類藥物是人類和牲畜的一種常用藥，大量的抗生素被生產(chǎn)用于預防、治療疾病。由于抗生素的廣泛使用，大量未被充分吸收利用的抗生素通過各種途徑進入到環(huán)境中，進而會對不同的生

2、物體產(chǎn)生不同的毒性效應。因此，探究抗生素的有效去除方法是十分必要的。本文采用雙室MFC分別處理甲硝唑、氯霉素、磺胺抗生素模擬廢水，研究了抗生素作為陽極底物、葡萄糖作為共基質，鐵氰化鉀為電子受體的條件下，MFC對目標污染物的降解效果，同時考察了抗生素的種類和濃度對MFC的輸出電壓、輸出功率、電極極化性能等方面的影響。主要研究內(nèi)容和結論如下:
　　1、采用MFC處理甲硝唑模擬廢水，將處理相同初始濃度甲硝唑的MFC和傳統(tǒng)厭氧反應器進行了

3、比較，發(fā)現(xiàn)MFC處理效果明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)厭氧反應器;考察了MFC處理甲硝唑廢水的效果及產(chǎn)電性能，結果表明:隨著甲硝唑初始濃度增加，MFC對甲硝唑的處理效率顯著下降。同時考察了甲硝唑初始濃度對MFC產(chǎn)電方面的影響，發(fā)現(xiàn)隨著甲硝唑濃度的增加，MFC的最大輸出電壓、輸出功率隨之減小;值得注意的是，以1g/L葡萄糖-10mg/L甲硝唑混合液為MFC陽極底物時，甲硝唑降解效率可以達到85％，產(chǎn)電功率密度可以達到99.23mW/m2，電流密度達到78

4、7.5mA/m2，所以利用MFC處理低濃度甲硝唑廢水同步產(chǎn)電具有一定可行性。通過掃描電鏡對MFC陽極表面產(chǎn)電微生物形態(tài)進行分析，發(fā)現(xiàn)其主要是由鏈狀菌和球狀菌組成的;
　　2、采用MFC處理氯霉素模擬廢水:首先對處理30mg/L氯霉素的MFC、厭氧處理、無菌接種三種反應器進行了比較，發(fā)現(xiàn)MFC處理效果明顯優(yōu)越于其他兩種情況，證明了氯霉素的降解主要源于微生物的新陳代謝作用而非細胞的吸附作用;其次考察了氯霉素初始濃度對MFC處理效果的影

5、響，發(fā)現(xiàn)目標污染物的降解效率隨著初始濃度的增大而減小;最后我們研究了共基質初始濃度對MFC處理效果的影響，得到氯霉素的降解效率隨著共基質初始濃度的增加而增大，在沒有共基質的條件下氯霉素的降解效率僅有17％，而共基質濃度在0.5-1.5g/L范圍內(nèi)時，MFC對氯霉素降解效率48h內(nèi)維持在78％-86％，證明了MFC對氯霉素的降解需要葡萄糖共基質提供電子;
　　3、采用MFC處理磺胺模擬廢水:研究了以葡萄糖和磺胺混合溶液作為陽極底物條