沉积物性质对沉积物微生物燃料电池产电性能的影响

摘要：

沉积物微生物燃料电池(SMFC)作为一种原位修复手段,既能降解沉积物中有机污染物,又可同时输出电能,具有广阔的应用前景.沉积物的来源和特性对于SMFC的产电及污染物降解性能具有重要影响.本研究采用了不同环境的6种沉积物(VS质量分数为3.1％～ 12.6％)构建SMFC反应器,研究不同沉积物构建的SMFC的产电性能、有机物去除率以及SMFC液相pH值的变化.实验结果显示,在不外加有机碳源的条件下,只有当沉积物的VS含量较高(12.6％)时,SMFC才可实现稳定产电,最大功率密度为39.6 mW·m-2.而当沉积物的VS含量较低(＜12％)时,SMFC不能实现自发产电.向6种沉积物中投加乙酸钠作为外加碳源,可明显促进产电.在有外加碳源的条件下,具有较高含盐量的沉积物构建的SMFC产电性能较好,其最大功率密度可达到142.3 mW·m-2.试验还发现,以土壤与厌氧污泥为混合底物的SMFC系统的产电功率密度明显低于纯土壤SMFC系统,显示了厌氧污泥对SMFC产电有抑制作用.

关键词：沉积物、微生物燃料电池、极化曲线、功率密度

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分类号：X171(环境生物学)

资助基金：教育部博士点基金No.20120032110042;天津市应用基础与前沿技术研究计划青年项目No.14JCQNJC08300;Supported by the Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China No.20120032110042 and the Youth Project for Application Basis and Cutting-edge Technology Research Plan of Tianjin No.14JCQNJC08300

在线出版日期：2015-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：797-804