不同外电压下自养型生物阴极还原硫酸盐的性能及生物膜群落响应

论文摘要

微生物电解系统（microbial electrolysis system,MES）生物阴极还原去除环境污染物的过程中,外加电压的大小可显著影响其性能,阴极生物膜作为去除污染物的关键因子,其对外电压改变的响应尚属未知.本研究构建了双室MES,比较外电压为0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 V情形下自养型生物阴极的硫酸盐还原特性及生物膜胞外聚合物和群落结构特征.结果表明,MES的输出电流、周期电荷量、COD去除量与外加电压（0.40.8 V）呈正相关关系;外加电压为0.40.8 V时,硫酸盐还原量随着电压的升高先升高后降低,在0.7 V时获得最大硫酸盐还原速率[78.9 g·（m3·d）-1]和最高S2-出水浓度(31.9 mg·L-1±2.2 mg·L-1);MES的电子回收率最高值为41.8%,推测产氢可能是电子损失的一个途径.阴极生物膜的聚多糖和蛋白量随外电压的升高而增加,0.8 V电压下的生物量比0.4 V提高了70%.阴极生物膜群落结构分析发现,Proteobacteria在门水平分布中占主导,Desulfovibrio在属水平分布中占主导,Desulfovibrio的相对丰度并未随着外加电压的升高发生明显的波动,表明Desulfovibrio在利用阴极呼吸代谢方面具有独特的优势.种水平分析发现,Desulfovibrio magneticus RS-1和sunclassifiedgDesulfovibrio随着外电压的改变呈现相反的变化趋势.

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 自养SRB混合菌群的富集
•   1.2 双室MES的构建
•   1.3 MES启动与运行
•   1.4 检测与计算分析
•   1.5 16S rRNA基因高通量测序
• 2 结果与讨论
•   2.1 不同外电压下生物阴极型MES的产电性能分析
•   2.2 不同外电压下生物阴极型MES的污染物去除性能分析
•   2.3 MES阴极生物量在不同外加电压下的变化
•   2.4 MES阴极生物膜群落在不同外加电压下的响应
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 胡佳萍,曾翠平,骆海萍,刘广立,张仁铎,卢耀斌

关键词: 微生物电解系统,自养生物阴极,硫酸盐还原,外加电压,阴极微生物群落

来源: 环境科学 2019年01期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 中山大学环境科学与工程学院广东省环境污染控制与修复技术重点实验室

基金: 广州市科技计划项目“珠江新星”人才专项(201710010031),广东省自然科学基金项目(2015A030313169,2015A030313102),国家自然科学基金项目(51308557,41471181,51278500)

分类号: X703

DOI: 10.13227/j.hjkx.201806171

页码: 327-335

总页数: 9

文件大小: 4951K

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