MFC处理人工湿地生物堵塞物及同步产电研究

为探究MFC(microbial fuel cells,微生物燃料电池)对人工湿地(constructed wetland,CW)堵塞物EPS(extracellular polymeric substances,胞外聚合物)组分的处理效果和产电性能,构建双室MFC,设置闭路组(closed circuit MFC,MFC-C)和开路组(open circuit MFC,MFC-O)对EPS中的主要组分〔PN(protein,蛋白质)和PS(polysaccharide,多糖)〕及人工湿地堵塞物进行处理,分析底物类型、底物浓度和外阻(Rex)对MFC系统产电性能的影响及系统对底物的处理效果.结果表明:①MFC系统的产电性能受底物类型、底物浓度及Rex的影响较大,底物浓度增加1.5倍(由200 mg∕L增至500 mg∕L)时,MFC系统最大电压(Vmax)增加5.8％(PN),最大功率密度(Pmax)分别增加188.30％(PN)和124.21％(PS);保持底物类型和底物浓度不变,Rex增加9倍(由100Ω增至1000Ω)时,MFC的Vmax分别增加110.26％(PN)和92.81％(PS),Pmax分别增加109.19％(PN)和7.51％(PS).②PN可全部被阳极微生物利用,但同时阳极微生物会分泌PS,底物浓度增加1.5倍时,出水中ρ(PS)分别增加107.85％(MFC-C)和78.55％(MFC-O);Rex增加9倍时,ρ(PS)分别增加415.85％(MFC-C)和294.29％(MFC-O);底物为PN时,出水中ρ(PS)均表现为MFC-C更多