微生物燃料电池用于低品位锰矿浸提的研究

为提高低品位锰矿的利用,实现有机废水对锰矿物粉的浸提,通过改造微生物燃料电池(MFC),在阴极反应池中增加电解室及矿物质室,构建用于锰矿湿法浸提的MFC反应器,实现有机废水与锰矿物粉的还原氧化反应的分离。结果显示,以乙酸钠为碳源,以低品位锰矿粉为阴极的MFC输出电压最高可达0.81 V,是以K_(3)[Fe(CN)_(6)]为阴极液(0.631 V)的1.23倍。在相同条件下,矿物浸提MFC对COD的去除率可达90.9%,高于对照组(87.5%),而降解时间为3 d,显著少于对照组(5.2 d)。在降解COD能力的提升上,可实现对低品位锰矿粉中MnO_(2)的还原,其锰含量由原矿粉的23%降至0.98%,浸提率可达95.7%。进一步通过高通量测序对阳极端菌群结构进行分析发现,其主要菌群为地杆菌属(Geobacter),相对于对照组的85%,矿物浸提MFC中该属比例占总菌群的95%。结果表明,矿物浸提MFC可有效地将有机降解与矿物浸提耦合,避免两者直接混合反应带来的二次废水污染及浸提产物硫酸锰的净化问题,在提高MFC产电效率、处理废水的同时,实现对低品位锰矿的浸提。