厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的双生物微生物燃料电池处理养殖废水研究

摘要

[目的]利用厌氧氨氧化污泥和小球藻耦合构建双生物微生物燃料电池（DMFC）,以期在产电的同时有效去除养殖废水中的高浓度氮磷和有机物,为养殖废水处理和生物能源制备提供新途径。[方法]将厌氧氨氧化污泥和模拟废水以体积比1:4混合后投至阳极室,小球藻和BG-11培养基以体积比1:4混合后加入阴极室,运行24 h后阳极开始出水,并将阳极出水加入阴极室中,保持恒温并设置光暗周期模式,监测电压及废水中氨氮、NO₂^--N、NO₃^--N、总磷质量浓度,可溶性化学需氧量（SCOD）和pH。[结果]厌氧氨氧化污泥和小球藻之间存在明显的电子交换,系统产电性能良好,DMFC稳定运行阶段正负峰值电压分别为45、-125mV。氨氮质量浓度由1 588.97 mg/L降至602.75 mg/L,去除率达62.07%;NO₂^--N、总磷和SCOD去除率分别为88.62%、54.45%和63.72%。系统在pH为9.5的条件下能稳定运行。[结论]本研究成功构建了一个厌氧氨氧化污泥耦合小球藻的DMFC系统,该系统不仅能有效脱氮、除磷、降低有机物浓度,还能持续产电,是协同解决环境与能源问题的有效途径。

关键词

厌氧氨氧化污泥 / 小球藻 / 微生物燃料电池 / 氨氮 / 总磷 / 可溶性化学需氧量 / pH