Cr(Ⅵ)浓度对MFC-颗粒污泥耦合体系运行效能及微生态的影响

摘要

Cr（Ⅵ）在水体环境中的污染不容忽视，探讨高效处理含Cr（Ⅵ）废水具有重要意义。本文建立了微生物燃料电池（MFC）-颗粒污泥耦合处理含Cr（Ⅵ）废水体系，考察了Cr（Ⅵ）浓度变化对该体系运行效能及微生态的影响。实验结果表明：当进水Cr（Ⅵ）浓度达到80 mg/L时，该体系对COD的去除率与Cr（Ⅵ）生物还原率分别达到92.71%和99.70%;循环伏安法（CV）显示其具有明显的还原峰，电化学阻抗谱（EIS）表明随着进水Cr（Ⅵ）浓度的增加，电荷转移内阻逐渐减小；进水Cr（Ⅵ）浓度增大到100 mg/L时，辅酶F₄₂₀活性最低为0.026 2±0.000 2 mmol/g, INT-ETS活性明显下降，仅为5.20±0.23μg/（mg·h）;X射线光电子能谱特征峰结合能表明其主要由Cr₂O₃和Cr（OH）₃组成；高通量测序分析表明，该体系中的优势菌群为Chloroflexi和Proteobacteria,进水Cr（Ⅵ）浓度增大至100 mg/L,属水平的优势菌群由以Methanothrix、Methanobacterium等产甲烷菌为主转变为以电活性细菌Geobacter和共养菌属Syntrophobacter为主，其最大相对丰度分别为21.24%、4.28%、5.60%和6.22%,表明增大Cr（Ⅵ）浓度会改变MFC-颗粒污泥耦合体系中的微生物群落结构，Cr（Ⅵ）可通过微生物菌群之间的联营机制进行还原。

关键词

铬酸盐还原 / MFC-颗粒污泥耦合体系 / 电化学性能 / 微生物群落

基金资助

国家自然科学基金(52060003); 广西师范大学交叉培育项目(2021JC009)