而同时也有许多研究表明,在直接电子传递机制中,各类细胞色素c发挥了重要作用。细胞色素c作为生物氧化过程中的一种电子传递体,与细胞相互接触,通过细胞色素c,可实现生物膜内多层细胞的直接接触电子传递[24]。张吉强[25]等在厌氧氨氧化MFC的研究中发现血红素c含量多、EPS含量少,有助于增强胞外电子传递能力,推测可能是由于细菌EPS含量减少有利于降低细胞外包被物质的厚度,减少电子传递限制,促进电子向胞外传递;而细胞色素c是电子传递体,增加细胞色素c有利于电子向胞外传递。
5 生物电化学系统脱氮研究
传统生物脱氮理论认为,硝化是水中的氨氮在好氧条件下,被硝化菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的反应过程;反硝化则是亚硝酸盐和硝酸盐在缺氧的条件下,被反硝化菌还原为氮气的过程。现代生物脱氮技术引入生物电化学系统,其脱氮原理研究基于上述传统生物脱氮理论并有所发展。
华迪等[26]在微生物燃料电池原位修复地下水硝酸盐污染的研究中,发现MFC 法可以有效的降解硝酸盐污染,降解率达 60 %~70 %;增加盐桥数量和延长HRT(水力停留时间),硝酸盐的降解率都有所提高,说明这些举措都有助于质子的传递速度加快,促进了硝酸盐的降解。
Zhang等[27]构建生物转盘和微生物燃料电池耦合系统,研究MFC系统同时脱碳、脱氮及产电性能。实验表明生物阴极能有效地催化硝酸盐的还原反应;在闭合条件下比开路条件下TN的去除率更高;在生物阴极参与氮循环细菌占优势;生物膜可以捕获来自阴极的自养脱氮电子。
6 外阻对MFC性能影响
外阻是影响MFC输出电流以及污染物去除效果的重要因素。如今已有许多学者研究了外阻对MFC性能的影响。通常情况下,低电阻有利于电池电流产生及有机物消耗[28]。
Aelterman[29]等发现降低外阻对提高生物催化剂的稳定性和电池的产电性能都有促进作用;而Katuri[30]等在MFC处理葡萄糖废水和啤酒废水的研究中则发现外阻变化对电池的功率性能和阳极活性没有显著影响。
李金涛[31]等在对微生物燃料电池脱氮的研究中得出结论:MFC外阻的变化对COD降解负荷以及阴极NO-3-N去除负荷基本没有影响,外阻变小只会使MFC产电量大幅提高,只有外阻降低到100 Ω以下时,阴极NO-3-N去除负荷才会明显增加,推测是由于外阻大于100 Ω时,阴极溶解氧作为阴极的电子受体已经足以文持产电量的增加,而硝酸盐作为电子受体则受到抑制,但当外阻小于100 Ω时,电流增大,溶解氧用于产电已经消耗殆尽,硝酸盐逐渐用作电子受体被利用,导致阴极NO-3-N去除负荷增加。
目前,人们大多把外电阻设为定值,但存在分析方法不系统的缺点,对于具体反应器的最佳外阻值的确定还需通过实验得到。
7 硝氮浓度对MFC性能影响
目前对于硝氮浓度变化对MFC产电性能与污染物处理水平影响的研究并不广泛。
陈慧[32]等在研究硝化微生物燃料电池产电基质和产电途径的过程中发现与只添加氨氮的试验组相比,同时添加硝氮和氨氮的试验组的产电能力明显减弱,因此得出结论:硝氮对硝化燃料电池产电具有抑制作用。
杨金萍[33]等在对阴极室硝酸盐不同初始浓度影响的研究中发现增大硝酸盐初始浓度对MFC的反硝化过程有促进作用,而电池的电压稳定时间会随硝酸盐初始浓度的增大而增加,但库伦效率却会减少。
硝氮浓度是影响MFC性能的非常重要的因素,考虑到实际畜禽废水中硝氮浓度也很高,所以探究硝氮浓度对电池性能的影响也将作为本文比较重要的部分加以阐述。
- 上一篇:高氨氮废水处理的国内外研究现状
- 下一篇:海水提铀技术国内外研究现状
-
-
-
-
-
-
-
河岸冲刷和泥沙淤积的监测国内外研究现状
杂拟谷盗体内共生菌沃尔...
java+mysql车辆管理系统的设计+源代码
十二层带中心支撑钢结构...
酸性水汽提装置总汽提塔设计+CAD图纸
大众媒体对公共政策制定的影响
中考体育项目与体育教学合理结合的研究
乳业同业并购式全产业链...
当代大学生慈善意识研究+文献综述
电站锅炉暖风器设计任务书