在微生物燃料电池集成的建筑湿地中,盐度驱动的去除和细菌群体组成
Dan Xu1,2, Mingyi Huang3, Linghong Xu3
1State Key Laboratory of Nuclear Resources and Environment, East China University of Technology, Nanchang, 330013, China. xudanhappy2007@163.com.
概括
盐度可以促进发电和去除,而水域微生物燃料电池 (CW-MFCs) 则是这样的. 中等盐度 (2000 mg·L-1 NaCl) 最大限度地提取营养物质,并支持关键微生物群落以提高性能.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 微生物学 微生物学
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 建造湿地微生物燃料电池 (CW-MFC) 系统为废水处理和能源回收提供了一种可持续的方法.
- 不同盐度对CW-MFC性能的影响,特别是关于发电和去除的影响,需要进一步研究.
研究的目的:
- 研究不同盐度梯度 (500-4000 mg·L-1 NaCl) 对CW-MFC系统性能的影响.
- 分析盐度对发电的影响,去除效率和CW-MFC内的微生物社区结构.
主要方法:
- 在控制的盐度梯度下运行CW-MFC系统.
- 测量功率密度用于评估发电.
- 对 (NH4+-N) 和总 (TN) 的量化去除效率.
- 使用分子技术在阳极和阴极的微生物群落的特征.
主要成果:
- 随着盐度的上升,功率密度显著增加,达到34.27mW m-2的峰值,表明在盐水条件下电子转移有所增强.
- 对于NH4+-N (77.34%±7.61%) 和TN (48.45%±8.14%) 的最大去除效率是在2000 mg·L-1 NaCl中等盐度下实现的.
- 特定的微生物属,包括Nitrospira,BetaProteobacteria,Bacillus,Exiguobacterium,Geobacter和Thauera,被确定为在最佳盐度水平下提高性能至关重要.
结论:
- 盐度梯度显著影响CW-MFC系统的性能,增强电力发电和去除.
- 适度的盐度水平为2000 mg·L-1 NaCl,通过促进关键微生物群落的活动,优化了去除效率.
- 该研究强调了CW-MFCs在盐水环境中有效运作的潜力,其中特定的电致和去除的细菌发挥着至关重要的作用.
