阳极COD对榨菜生产废水MDC产电、脱盐的影响及氨氮去除的微生物群落分析

更新时间:2023-05-28

【摘要】构建了3室榨菜生产废水微生物脱盐燃料电池系统（microbial desalination cell,MDC）,探讨了其阳极COD对榨菜废水MDC产电、脱盐的影响;通过微生物群落分析,探查了脱盐室NH4+-N的去除途径。结果表明:在产电性能方面,MDC阳极COD为900 mg·L-1时较400 mg·L-1与1 400 mg·L-1时更优,在1 000Ω的外电阻负载下,其输出电压、最大功率密度、库仑效率分别为550 mV、2.91 W·m-3、（15.7±0.5）%;在脱盐方面,阳极COD为400 mg·L-1时,较其他2种情况更优,MDC的脱盐时间、脱盐速率、电子利用效率分别为910.5 h、5.15 mg·h-1、111%。阳极COD不同的MDC脱盐室,其NH4+-N的去除途径基本相同。脱盐室部分NH4+-N转化为NO3--N后,通过自身的反硝化或以NO3形式迁移至阳极得以去除,剩余的大部分NH4+N以NH4+形式迁移至阴极,在碱性环境下转化为NH3并排出。高通量测序分析结果表明,水解发酵菌属（总丰度为33.21%）为MDC阳极的核心微生物群落。阳极生物膜中的电化学活性菌（总丰度为11.78%）可实现电池的产电功能,反硝化菌属（总丰度为14.61%）的存在证明,脱盐室盐室NO3--N迁移至阳极室后进行了反硝化并得以去除。在脱盐室水体中检测到了氨氧化菌属（总丰度为6.93%）及反硝化菌属（总丰度为15.82%）,这也是脱盐室中NO3--N快速产生和随后浓度陡降的原因。

【关键词】 微生物脱盐燃料电池 榨菜生产废水 阳极COD 氨氮去除 微生物群落

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