修改基岩纤维填充在建造的湿地微生物燃料电池中:在PFAS暴露下对性能和微生物影响的比较

科学领域:

• 环境科学与工程环境科学与工程
• 环境生物技术 环境生物技术
• 水处理技术水处理技术

背景情况:

• 建造的湿地微生物燃料电池 (CW-MFCs) 对废水处理具有前景.
• perfluorooctanoic 酸 (PFOA) 是一种持久性环境污染物,需要有效的去除策略.
• 基岩纤维 (BF) 修改可以提高CW-MFC性能,但需要进行比较分析.

研究的目的:

• 为了比较铁改性玄武纤维 (Fe-MBF) 和改性玄武纤维 (Ca-MBF) 在提高CW-MFC性能方面的有效性.
• 在不同的BF修改下评估营养物质 (,) 和PFOA的去除.
• 调查改性BF对CW-MFC中的微生物群落和电化学活动的影响.

主要方法:

• 工程CW-MFC系统使用未经修改的玄武岩纤维 (控制),Ca-MBF和Fe-MBF作为填充材料.
• 通过监测营养素 (氨,总,) 和PFOA去除效率来评估性能.
• 分析了电化学性能 (功率密度) 和微生物社区结构 (使用高通量测序).

主要成果:

• 与对照组和Ca-MBF相比,Fe-MBF显著增加了氨和总去除 (3.36-5.66%),即使在PFOA压力下也是如此.
• 与Ca-MBF和对照BF相比,Fe-MBF获得了更高的PFOA去除效率 (4.76-8.75%) 和控制BF.
• Fe-MBF组表现出优越的电化学性能 (28.65%更高的最大功率密度),并丰富了参与营养循环和污染物降解的关键微生物群体.

结论:

• Fe-MBF是一种高效的材料,可以提高CW-MFC在去除营养素和PFOA方面的性能.
• 性能改善归因于微生物丰富度的提高,特别是氨氧化细菌,以及有利的电化学条件.
• Fe-MBF代表了先进废水处理的有前途的创新,解决了营养污染和持久有机污染物的问题.