微生物燃料電池降解高氯酸鹽特性及介體調控機理研究.pdf

1、高氯酸鹽是一種持久性有毒物質，其使用和生產(chǎn)過程中的違規(guī)排放帶來了嚴重的環(huán)境污染問題。作為一種新型處理技術，微生物燃料電池(MFC)可在降解污染物的同時輸出電能，已成為環(huán)境能源技術的研究重點。因此，本研究以高氯酸鈉為模型污染物，開展了單室MFC反應器處理高氯酸鹽廢水的研究。通過優(yōu)化MFC反應器的啟動條件，考察了不同共存電子受體、不同氧化還原介體對MFC性能的影響，并探討了介體調控MFC性能的電子傳遞機理。
　　MFC經(jīng)過140 h連

2、續(xù)運行，高氯酸鹽還原速率和產(chǎn)生的電壓趨于穩(wěn)定;初始高氯酸鹽濃度為150 mg·L-1和以乙酸鈉作為碳源時MFC的性能較好。
　　不同種類、濃度的電子受體，對MFC性能產(chǎn)生了不同的影響。硝酸鹽和氯酸鹽的存在均抑制了高氯酸鹽的還原，當硝酸鹽和氯酸鹽還原完全后高氯酸鹽開始還原，在硝酸鹽還原時產(chǎn)生了較高的電壓，而在氯酸鹽還原時產(chǎn)生了較低的電壓，當硝酸鹽和氯酸鹽還原完全時電壓恢復到58 mV左右;高濃度硫酸鹽對MFC性能產(chǎn)生了不可恢復的抑制

3、。熱力學分析結果表明，硝酸鹽、氯酸鹽和高氯酸鹽之間是電子競爭關系;電化學分析表明，硝酸鹽和氯酸鹽還原時提高了陽極電化學活性。
　　通過分別考察抑制劑CuCl2、NaN3、雙香豆素、魚藤酮、二鹽酸喹吖因水化合物(QDH)、二環(huán)己基碳二亞胺(DCCD)、羰基氰基-3-氯苯腙(CCCP)和辣椒素對MFC性能的影響，結果表明NADH脫氫酶、NADH-Q還原酶、甲基萘醌、Fe-S蛋白（復合體Ⅰ）、ATP合成酶和FAD還原酶是MFC陽極呼吸鏈