基质COD浓度对单室微生物电解池产甲烷的影响

来源：环境科学杂志2015年第1期北京时间：

作者：滕文凯,刘广立,骆海萍,张仁铎,符诗雨

单位：中山大学环境科学与工程学院, 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275,中山大学环境科学与工程学院, 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275,中山大学环境科学与工程学院, 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275,中山大学环境科学与工程学院, 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275,中山大学环境科学与工程学院, 广东省环境污染控制与修复技术重点实验室, 广州 510275

摘要：单室微生物电解池(microbial electrolysis cells,MEC)产甲烷过程中,底物COD浓度可同时影响阳极和阴极微生物的活性. 为了探究COD浓度的影响,构建生物阴极型单室MEC,比较COD为700、1000、1350 mg·L-1情形下产甲烷速率和COD去除量随外加电压的变化规律,并计算MEC的能量效益. 结果表明,随着COD的增加,产甲烷速率和COD去除量均呈增大趋势. 随着外加电压的升高(0.3~0.7 V),低COD条件下MEC的产甲烷速率呈增大趋势,而在中、高COD 条件下,产甲烷速率随着外加电压的升高先增大后减小; COD去除量的变化规律与产甲烷速率一致. 当外加电压为0.5 V时,阴极电势降至最低值 (-0.694±0.001)V,有利于产甲烷菌的富集,从而获得最高的产甲烷速率和能量回收率 (约42.8%). COD浓度1000 mg·L-1和外加电压0.5 V时,MEC可获得最大的能量收益0.44 kJ±0.09 kJ(约1450 kJ·m-3). 最终结果表明,MEC可利用低浓度COD废水生产甲烷,并且可获得正的能量效益,这为废水中化学能量的回收利用提供了新的研究思路.

关键词：微生物电解池,产甲烷,生物阴极,化学需氧量,电压,