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产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响
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作者 高洁 唐善法 程远鹏 《石油与天然气化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期123-128,共6页
目的在以含油污泥为阳极底泥的沉积型微生物燃料电池(SMFC)体系中,通过改变产电微生物种类和分布方式,探究产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响。方法通过采集输出电压、功率密度、表观内阻来检测石油去除率,比较了不同单菌-SMFC、不... 目的在以含油污泥为阳极底泥的沉积型微生物燃料电池(SMFC)体系中,通过改变产电微生物种类和分布方式,探究产电微生物对SMFC产电及降解性能的影响。方法通过采集输出电压、功率密度、表观内阻来检测石油去除率,比较了不同单菌-SMFC、不同混合菌-SMFC的产电性能和降解性能,考查了菌种分布对SMFC性能的影响。结果在单菌-SMFC中,弗氏柠檬酸杆菌-SMFC的产电及降解性能均优于其他5种单菌构筑的SMFC;混合菌-SMFC的产电及降解性能较单菌-SMFC有较大提升,且其中蜡样芽孢杆菌+中间苍白杆菌-SMFC的产电及降解性能最优,输出电压可达到515.30 mV;菌种分布在阳极材料中和阳极底泥中都可以降解含油污泥中的有机物,但是菌种分布在阳极材料中更有利于SMFC产电性能及降解性能的发挥。结论混合菌相对于单菌能够显著提升SMFC的产电及降解性能,而且菌种分布在阳极材料中更有益于SMFC产电性能及降解性能的发挥。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 含油污泥 产电微生物 单菌 混合菌 菌种分布
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外阻对天然水体中沉积型微生物燃料电池(SMFC)运行特性的影响 被引量:3
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作者 朱荣 任月萍 +2 位作者 李秀芬 游晓伟 牟姝君 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期794-798,共5页
在校园浅水湖中以10、100、500、1000Ω外阻运行沉积型微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell,SMFC)180 d,考察了外阻对天然水体中SMFC产电性能和有机质去除率的影响.实验结果表明,运行180 d内,外阻为100Ω的SMFC体系(SMFC-100)... 在校园浅水湖中以10、100、500、1000Ω外阻运行沉积型微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell,SMFC)180 d,考察了外阻对天然水体中SMFC产电性能和有机质去除率的影响.实验结果表明,运行180 d内,外阻为100Ω的SMFC体系(SMFC-100)的平均输出功率密度和有机质去除率最高,分别为3.40 mW·m-2和38%.短期运行(30 d)后,体系的内阻随着外阻增大而逐渐增大,分别为98.7、120.2、124.2、149.7Ω,但是SMFC-100体系的最大功率密度(Pmax)最高,为6.12 mW·m-2.长期运行(150 d)后,4个体系的内阻和Pmax均进一步增大,然而各体系的Pmax相差不大. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 外阻 产电性能 有机质去除率
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基于pH值调控的沉积型微生物燃料电池(SMFC)运行特性 被引量:12
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作者 吴瑾妤 赵娟 +1 位作者 李秀芬 陈坚 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1162-1167,共6页
以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial FuelCell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,阳极碱性(pH=8.5)阴极酸性(pH=5.5)时,SMFC输出功率最高(83.55 mW·m-2),COD去除率(63%)仅次于阴、... 以蓝藻发酵液为处理对象,分别研究两极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial FuelCell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,阳极碱性(pH=8.5)阴极酸性(pH=5.5)时,SMFC输出功率最高(83.55 mW·m-2),COD去除率(63%)仅次于阴、阳极中性(阴、阳极pH值均为7)时(48.74 mW·m-2,68%).通过稳态放电法确定阳极碱性阴极酸性条件下最大输出功率达98.94 mW·m-2,极化曲线拟合其内阻为360Ω.此外,从电池电势方面进一步考察SMFC产电特性.研究结果表明可以通过调节阴阳极pH优化SMFC产电性能. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 PH 蓝藻发酵液
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阳极改性的SMFC对恩诺沙星的降解性能和同步产电研究 被引量:1
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作者 赵南南 金春姬 +3 位作者 范莎莎 古柏铭 温淳 赵阳国 《中国海洋大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期117-124,共8页
本研究构建沉积物微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell, SMFC),采用原位化学聚合法制备了3种改性阳极碳毡(Carbon felt, CF):聚苯胺(Polyaniline, PANI)/CF、MnO/CF和PANI-MnO/CF。对比分析了不同改性阳极对SMFC系统产电性能... 本研究构建沉积物微生物燃料电池(Sediment microbial fuel cell, SMFC),采用原位化学聚合法制备了3种改性阳极碳毡(Carbon felt, CF):聚苯胺(Polyaniline, PANI)/CF、MnO/CF和PANI-MnO/CF。对比分析了不同改性阳极对SMFC系统产电性能的影响,探讨了SMFC系统对海水养殖区沉积物中特定污染物恩诺沙星的降解效果和同步产电能力。结果表明:PANI-MnO复合材料修饰的阳极比表面积最大,构建的SMFC系统产电能力最佳,最大输出电压为602 mV,最大功率密度为165.09 mW·m。低浓度(12.81 ng·g)恩诺沙星的存在对SMFC系统的产电性能有促进作用,最大电压达到633 mV,最大功率密度为175 mW·m。SMFC系统对沉积物中恩诺沙星有显著降解效果,去除率达到59.52%,是自然条件下降解的3.05倍;在系统运行过程中有少量恩诺沙星向上覆海水中迁移,在第5天到第25天内迁移浓度从0.019 ng·mL减少到0.005 ng·mL,降幅为72.73%。通过生物毒性分析发现,SMFC系统运行结束后海水未检测出毒性,沉积物中的毒性也大大降低。本研究可为海水养殖区沉积物中抗生素的降解提供参考。 展开更多
关键词 沉积物微生物燃料电池(smfc) 阳极材料 恩诺沙星 海水养殖区沉积物
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湖泊底泥微生物燃料电池中磷形态分布及释放研究 被引量:1
5
作者 张广毅 张嘉涛 王晓伟 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期590-598,共9页
针对沉积物中沉积磷(P)通过微生物活动再释放,致使湖泊富营养化反复的问题,采集郑州大学眉湖上覆水和沉积物,搭建一个沉积式微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)系统,研究了通过SMFC限制沉积磷向上覆水体释放的方法。实... 针对沉积物中沉积磷(P)通过微生物活动再释放,致使湖泊富营养化反复的问题,采集郑州大学眉湖上覆水和沉积物,搭建一个沉积式微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)系统,研究了通过SMFC限制沉积磷向上覆水体释放的方法。实验周期内监测SMFC的电压和阳极电极电位、上覆水温度pH、沉积物磷的Standards Measurements and Testing(SMT)法分级提取;并在实验开始与结束收集阳极微生物样进行微生物群落及基因分析;首次使用氧化锆薄膜扩散梯度技术(Zr-Oxide Diffusive Gradients in Thin-films,Zr-Oxide DGT)可视化了SMFC沉积物中不稳定磷亚毫米分辨率的浓度分布。结果表明:SMFC阳极电极电位从-100 mV升至230 mV;上覆水pH从7.15升至7.46;SMFC沉积物烧失量(Loss on Ignition,LOI)从18.31%±0.7%降至13.09%±1.10%,低于对照组的14.29%±2.10%;SMFC显著促进了孔隙水磷向沉积物磷的矿化过程,在沉积物垂向方向上,Na OH-P和HCl-P出现了明显的区域性增加;根据沉积物DGT磷的二维(2D)图像,SMFC使沉积物DGT磷的浓度最低降至初始值的66%;基于京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)数据库的功能基因分析,SMFC使磷相关功能基因丰度显著增加。证明SMFC对于沉积物磷和水相磷分布有显著影响,通过基质竞争、提高阳极电位等方式减弱固相磷的溶解,促进水相磷向沉积相磷的转化,可用于富营养化水体原位底泥磷稳定化。该文深入研究了SMFC固磷作用机理,为修复水体内源磷污染提供了一种新思路。 展开更多
关键词 沉积物微生物燃料电池 薄膜梯度扩散技术 标准测量测试方法(SMT法) 京都基因与基因组百科全书
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Enhanced nitrate reduction in water by a combined bio-electrochemical system of microbial fuel cells and submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum 被引量:5
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作者 Peng Xu Enrong Xiao +3 位作者 Junmei Wu Feng He Yi Zhang Zhenbin Wu 《Journal of Environmental Sciences》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第4期338-351,共14页
High nitrate(NO_3^-)loading in water bodies is a crucial factor inducing the eutrophication of lakes.We tried to enhance NO_3^-reduction in overlying water by coupling sediment microbial fuel cells(SMFCs)with submerge... High nitrate(NO_3^-)loading in water bodies is a crucial factor inducing the eutrophication of lakes.We tried to enhance NO_3^-reduction in overlying water by coupling sediment microbial fuel cells(SMFCs)with submerged aquatic plant Ceratophyllum demersum.A comparative study was conducted by setting four treatments:open-circuit SMFC(Control),closed-circuit SMFC(SMFC-c),open-circuit SMFC with C.demersum(Plant),and closed-circuit SMFC with C.demersum(P-SMFC-c).The electrochemical parameters were documented to illustrate the bio-electrochemical characteristics of SMFC-c and P-SMFC-c.Removal pathways of NO_3^- in different treatments were studied by adding quantitative^(15)NO_3^- to water column.The results showed that the cathodic reaction in SMFC-c was mainly catalyzed by aerobic organisms attached on the cathode,including algae,Pseudomonas,Bacillus,and Albidiferax.The oxygen secreted by plants significantly improved the power generation of SMFC-c.Both electrogenesis and plants enhanced the complete removal of NO_3^- from the sediment–water system.The complete removal rates of added^(15)N increased by 17.6% and 10.2% for SMFC-c and plant,respectively,when compared with control at the end of experiment.The electrochemical/heterotrophic and aerobic denitrification on cathodes mainly drove the higher reduction of NO_3^- in SMFC-c and plant,respectively.The coexistence of electrogenesis and plants further increased the complete removal of NO_3^- with a rate of 23.1%.The heterotrophic and aerobic denitrifications were simultaneously promoted with a highest abundance of Flavobacterium,Bacillus,Geobacter,Pseudomonas,Rhodobacter,and Arenimonas on the cathode. 展开更多
关键词 sediment microbial fuel cells(smfcs) Ceratophyllum demersum Power generation Nitrate(NO3-) REMOVAL Stable N ISOTOPIC REMOVAL mechanisms
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不同湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池的研究 被引量:7
7
作者 吴夏芫 宋天顺 +2 位作者 朱旭君 周楚新 韦萍 《可再生能源》 CAS 北大核心 2013年第9期78-82,共5页
考察了粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹、鹅掌柴4种湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-Sediment Microbial Fuel Cell,Plant-SMFC)对电池基础特性的影响。试验结果表明:粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹均可用来构建Plant-SMFC... 考察了粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹、鹅掌柴4种湿地植物构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-Sediment Microbial Fuel Cell,Plant-SMFC)对电池基础特性的影响。试验结果表明:粉黛万年青、小白掌、金边富贵竹均可用来构建Plant-SMFC,并能显著提高SMFC的产电性能,其中小白掌电池组产电性能最优,Pmax为14.0 mW/m2,是空白的2.5倍。鹅掌柴在电池运行过程中烂根,不适合构建Plant-SMFC。阴阳极电极电位分析表明,各电池组输出电压的差异主要在于阳极电位的变化不同,而阴极电位变化基本一致且均在后期产生了一个大的跃迁,采用LSV验证了该跃迁的原因。最后利用HPLC分析证明了根系分泌有机酸的种类及含量与产电水平成正比,其中小白掌分泌有机酸种类及含量最多,有机酸总量达1.292 mg。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 植物 生物阴极 根系分泌物
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MnO_2-r-GO修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(MFC)产电性能的影响 被引量:6
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作者 潘丹云 任月萍 +3 位作者 付飞 赵亚楠 秦世忠 李秀芬 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期531-536,共6页
考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV... 考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV增大到325.7 mV;最大功率密度由0.28 mW.m-2增大到17.4 mW.m-2,并且体系的内阻由1157Ω显著降低到159Ω;空白阴极体系和MnO2-r-GO修饰阴极体系的COD去除率和氨氮(NH4+-N)去除率分别由25.8%和27.3%增大到37.0%和32.7%. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 阴极修饰 二氧化锰(MnO2) 石墨烯(r-GO)
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蒽醌-2,6-二磺酸钠掺杂聚吡咯修饰阴极对沉积型微生物燃料电池产电性能的影响 被引量:3
9
作者 任月萍 付飞 +1 位作者 李秀芬 朱荣 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2013年第10期1851-1855,共5页
采用化学原位聚合法制备了蒽醌-2,6-二磺酸钠(anthraquinone-2,6-disulfonic acid disodium salt,AQDS)掺杂的聚吡咯(polypyrrole,PPy)修饰阴极.电化学交流阻抗谱(EIS)和塔菲尔(Tafel)测试发现,与空白阴极和PPy修饰阴极相比,PPy-AQDS修... 采用化学原位聚合法制备了蒽醌-2,6-二磺酸钠(anthraquinone-2,6-disulfonic acid disodium salt,AQDS)掺杂的聚吡咯(polypyrrole,PPy)修饰阴极.电化学交流阻抗谱(EIS)和塔菲尔(Tafel)测试发现,与空白阴极和PPy修饰阴极相比,PPy-AQDS修饰阴极的内阻更低,电极反应速率更高.在校园浅水湖中以空白阴极,PPy修饰阴极和PPy-AQDS修饰阴极运行沉积型微生物燃料电池(sediment microbial fuel cell,SMFC)30 d.实验结果表明,PPy-AQDS修饰阴极可以提高SMFC体系的产电能力并提高沉积物中有机质的去除效率.与空白阴极SMFC体系相比,PPy-AQDS修饰阴极SMFC体系的最大功率密度增大了3.7倍,阳极表面沉积物中烧失量(loss on ignition,LOI)和易氧化有机质(readily oxidizable organic matter,ROOM)去除率分别由5.5%和5.5%增大到14.4%和31.9%. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 阴极修饰 聚吡咯(PPy) 蒽醌-2 6-二磺酸钠(AQDS)
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植物沉积型微生物燃料电池的基础研究 被引量:2
10
作者 吴夏芫 宋天顺 +2 位作者 朱旭君 周楚新 韦萍 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2013年第6期91-96,共6页
以湿地植物仙羽蔓绿绒构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-SMFC),分别考察阳极不同驯化方式及电极材料对电池基础特性的影响。结果表明:Plant-SMFC以阳极协同驯化方式富集产电菌时,电池启动期较自然驯化方式缩短了3 d,产电水平亦明显提... 以湿地植物仙羽蔓绿绒构建植物沉积型微生物燃料电池(Plant-SMFC),分别考察阳极不同驯化方式及电极材料对电池基础特性的影响。结果表明:Plant-SMFC以阳极协同驯化方式富集产电菌时,电池启动期较自然驯化方式缩短了3 d,产电水平亦明显提高,最大输出功率密度(2.84 mW/m2)为自然驯化方式的3.2倍,且该驯化方式对植物生长影响不大;活性炭纤维毡作为阳极电极材料效果优于石墨毡,电池启动期缩短了8 d,最大输出功率密度(5.78 mW/m2)提高了1倍,同时更利于植物的生长繁殖,运行60 d后收获植物干质量为2.5 g;高效液相色谱(HPLC)分析证明仙羽蔓绿绒根系分泌物中有机酸主要为顺丁烯二酸、反丁烯二酸、柠檬酸等小分子有机酸,它们均易被阳极产电菌利用以维持电池的稳定产电。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 驯化 阳极材料 根系分泌物
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沉积物燃料电池阳极区纤维素分解菌群筛选及酶学特性 被引量:2
11
作者 韩硕 宋天顺 +2 位作者 吴夏芫 应汉杰 周楚新 《南京工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2015年第2期55-58,共4页
以沉积型微生物燃料电池(SMFC)的阳极区为筛选源,通过电化学的方法,经过对菌群的富集培养,分别从电极上、电极近端以及电极远端筛选得到3组纤维素分解混合菌群。通过对3组菌群滤纸降解特性的研究表明,距离电极越近,滤纸酶活活性越高,最... 以沉积型微生物燃料电池(SMFC)的阳极区为筛选源,通过电化学的方法,经过对菌群的富集培养,分别从电极上、电极近端以及电极远端筛选得到3组纤维素分解混合菌群。通过对3组菌群滤纸降解特性的研究表明,距离电极越近,滤纸酶活活性越高,最高可达56.8 U,电极上的菌群分解产物的含糖量是电极远端的含糖量1.67倍,3组菌群的酶反应环境偏酸性,耐热性能比较好;距离电极越近,对Ca2+浓度的耐受性越强,Mg2+对酶促反应有促进作用,由此可以看出,距离电极越近,其降解纤维素能力越高。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池(smfc) 纤维素 纤维素酶酶学特性
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聚苯胺修饰阴极对沉积型微生物燃料电池产电性能的影响
12
作者 任月萍 潘丹云 +1 位作者 李秀芬 朱荣 《江南大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第6期714-718,共5页
考察了聚苯胺(PANI)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)产电性能和有机质去除率的影响。衰减全反射红外光谱(ATR)表征证明修饰电极表面PANI为导电的质子掺杂状态。电化学阻抗谱(EIS)测试揭示,PANI修饰电极的欧姆内阻(R ohm)和电荷转... 考察了聚苯胺(PANI)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)产电性能和有机质去除率的影响。衰减全反射红外光谱(ATR)表征证明修饰电极表面PANI为导电的质子掺杂状态。电化学阻抗谱(EIS)测试揭示,PANI修饰电极的欧姆内阻(R ohm)和电荷转移内阻(R ct)明显低于空白电极,且随着PANI负载量的增大逐渐减小。以PANI修饰阴极序批式运行沉积型微生物燃料电池(SMFC),可以显著提高SMFC的产电性能以及沉积物中有机质去除率。与空白阴极SMFC体系相比,PANI-110修饰阴极SMFC的最大功率密度增大了64倍,表观内阻减小了12倍,SCOD去除率由12.4%增大到40.3%。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 阴极修饰 聚苯胺 产电性能 有机质去除率
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菲对沉积型微生物燃料电池电能输出及污染物去除的影响 被引量:1
13
作者 游晓伟 李秀芬 +2 位作者 华兆哲 任月萍 王新华 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2185-2190,共6页
结合极化曲线和全电池电化学交流阻抗测试,研究了菲对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系电能输出和COD去除率的影响.结果表明,当菲浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg·L-1时,体系输出电压峰值分别为186.1... 结合极化曲线和全电池电化学交流阻抗测试,研究了菲对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)体系电能输出和COD去除率的影响.结果表明,当菲浓度为0、0.5、1.0、5.0、10.0 mg·L-1时,体系输出电压峰值分别为186.1、283.4、136.7、112.7、74.7 m V,COD去除率分别为30.8%、39.4%、26.7%、23.5%和22.0%,库伦效率则为5.4%、7.1%、4.1%、2.7%和2.1%.SMFC体系的电能输出、污染物去除和库伦效率随菲浓度升高,先促进后抑制,0.5 mg·L-1菲可促进电能输出.电化学交流阻抗谱测试结果表明,0.5 mg·L-1菲体系的欧姆内阻、活化内阻和浓差极化内阻均最小,分别为20.79Ω、14.94Ω和106.8Ω,其表观内阻主要由扩散或浓差极化内阻构成,其次为欧姆内阻,阳极氧化反应和阴极还原反应的活化内阻所占比例最小. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 产电
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阳极初始pH值对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响 被引量:4
14
作者 唐璐 吴瑾妤 +1 位作者 李秀芬 陈坚 《环境化学》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期696-699,共4页
以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行... 以太湖蓝藻水为主要处理对象,研究阳极区pH值对沉积型微生物燃料电池(Sediment Microbial Fuel Cell,SMFC)运行特性的影响.结果表明,SMFC系统阳极的碱性条件有利于功率密度的提高及污染物的去除.阳极初始pH值为5.5和8.5时,系统稳定运行功率密度和COD、VSS的去除率分别为3.5mW.m-2、7.3%、4.2%和5.4mW.m-2、11.5%、9.2%.系统功率密度与污染物去除率呈正相关,污染物去除率越大,系统功率密度越高. 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 阳极pH值 功率密度
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沉积物微生物燃料电池在淤泥污染去除中的研究 被引量:3
15
作者 胡江灵 代建辉 +2 位作者 孙竹腾 史高创 张金凤 《水道港口》 2020年第6期725-730,共6页
沉积物微生物燃料电池(SMFC)作为一种原位底泥修复技术近年来广受关注。与传统的原位生物修复技术相比,其结构简单,能够在降解沉积物中有机污染物的同时输出电能,具有广阔的应用前景。以河底淤泥为研究对象,利用含碳蜂巢格室结构作为阳... 沉积物微生物燃料电池(SMFC)作为一种原位底泥修复技术近年来广受关注。与传统的原位生物修复技术相比,其结构简单,能够在降解沉积物中有机污染物的同时输出电能,具有广阔的应用前景。以河底淤泥为研究对象,利用含碳蜂巢格室结构作为阳极,碳布和石墨毡为阴极,构建并成功启动两个400 L的大尺度沉积物微生物燃料电池装置,对电池的产电特性以及淤泥中总有机碳和总氮的变化进行了研究。实验结果表明,碳布阴极电池的最大功率密度是石墨毡阴极电池的最大功率密度的两倍。经过36 d的运行,碳布阴极和石墨毡阴极电池的总有机碳分别下降4.33%和10.52%,总氮分别下降54.4%、41.67%。 展开更多
关键词 河口 淤泥 沉积物微生物燃料电池 产电性能
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沉积型微生物燃料电池同步去除苯酚及脱氮性能 被引量:3
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作者 徐勋 吴明松 赵庆良 《中国给水排水》 CAS CSCD 北大核心 2016年第13期31-35,共5页
针对含有高苯酚和氨氮的自然水体,常规的处理方法不仅程序复杂且苯酚的存在会对硝化反应产生抑制作用。应用沉积型微生物燃料电池(SMFC)同步去除苯酚和氮的研究表明,SMFC的运行可以明显降低苯酚对硝化反应的抑制作用,提高对苯酚和氮的... 针对含有高苯酚和氨氮的自然水体,常规的处理方法不仅程序复杂且苯酚的存在会对硝化反应产生抑制作用。应用沉积型微生物燃料电池(SMFC)同步去除苯酚和氮的研究表明,SMFC的运行可以明显降低苯酚对硝化反应的抑制作用,提高对苯酚和氮的去除率;应用SMFC可增强系统的硝化和反硝化能力,尤其是对阴极区域氨氮和阳极区域硝酸盐的去除更有效。因此,将SMFC应用于受苯酚和氨氮污染的水体处理,可以达到同步去除苯酚和脱氮的目的。 展开更多
关键词 沉积型微生物燃料电池 苯酚 硝化 反硝化
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湿地植物-沉积物微生物燃料电池阳极微生物群落多样性研究 被引量:13
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作者 朱娟平 王健 +2 位作者 张太平 朱能武 邹定辉 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第11期4017-4024,共8页
阳极微生物种类及群落结构都会对微生物燃料电池的产电及底泥修复效果产生显著影响,因此,对微生物燃料电池阳极微生物群落多样性进行研究分析显得尤为重要.本研究利用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis)... 阳极微生物种类及群落结构都会对微生物燃料电池的产电及底泥修复效果产生显著影响,因此,对微生物燃料电池阳极微生物群落多样性进行研究分析显得尤为重要.本研究利用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis)两种植物结合受污染河涌底泥构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC),同时构建无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)作为对照,共3个电极处理组,每组3个平行.系统运行7个月后,分析其产电特性,并利用高通量测序对3个电极处理组生物膜微生物群落多样性进行分析,以探讨P-SMFC产电特性、阳极生物膜群落多样性及不同处理组之间群落结构的差异.结果表明,3个处理组中微生物群落结构存在明显差异,风车草和短叶茳芏两种植物的引入均会对微生物燃料电池系统中的细菌及古菌群落结构产生影响.植物的存在一方面有助于阳极生物膜各类细菌及古菌的生长,另一方面植物也有助于产电系统中阳极生物膜细菌及古菌群落多样性的增加,且风车草相比短叶茳芏而言,更能增加系统的古菌群落的多样性.在细菌群落分析中,3个处理组中都以变形菌门Proteobacteria为优势菌群,其次为绿弯菌门Chloroflexi,在所有菌属中以土杆菌属Geobacter的相对丰度最高,分别为PSM1处理组11.50%、SM处理组14.33%、PSM2处理组8.53%,为其优势菌属,但P-SMFC中该菌属的丰度相对较低.在古菌群落分析中,3个处理组中都以广古菌门Euryarchaeota的相对丰度最高,分别为PSM1处理组79.83%、SM处理组80.20%、PSM2处理组81.67%,成为优势菌门,其中以甲烷八叠球菌目Methanosarcinales的Methanosaeta属、甲烷杆菌目Methanobacteriales的Candidatus Methanoregula属的相对丰度最高,为其优势菌属.且Methanosaeta的相对丰度分别达到PSM1处理组21.43%、SM处理组25.00%、PSM2处理组23.16%,P-SMFC处理组的丰度相对较低;Candidatus Methanoregula的相对丰度分别为PSM1处理组13.05%、SM处理组11.73%、PSM2处理组16.02%,P-SMFC处理组的丰度相对较高. 展开更多
关键词 湿地植物 沉积物微生物燃料电池 阳极 细菌 高通量测序
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湿地植物-沉积物微生物燃料电池产电及河流底泥修复 被引量:3
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作者 朱娟平 王健 +2 位作者 张太平 陈志良 朱能武 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期3891-3898,共8页
以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis),构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)及无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMF... 以受污染的城市河涌底泥为底质,湿地植物选用风车草(Clinopodium Urticifolium)或短叶茳芏(Cyperus Malaccensis),构建了湿地植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)及无植物的沉积物微生物燃料电池(SMFC)共3个电极处理组,研究了P-SMFC与SMFC的产电特性,并探讨了它们与对照组中底泥及上覆水中氮磷的迁移转化规律。结果表明,产电方面,在系统启动运行的7个月内,PSM1、SM和PSM2三个电极处理组均能维持较稳定的产电,输出电压在整个运行阶段总体稳定在0.30~0.50 V,且植物的引入提升了系统的产电性能。底泥修复方面,设置的5个处理组对底泥中有机质均有一定的降解作用,表现出PSM1、SM和PSM2处理组有机质的降解要显著高于PS1和PS2处理组,P-SMFC系统对底泥有机物的去除有显著的促进作用;系统中系统运行前2个月,2个P-SMFC处理组氨氮含量显著低于其他3个处理组,之后随着运行时间的延长,各处理组之间的变化差异性不大,5个处理组底泥中氨氮去除率均达到80%以上;电极的引入对底泥中硝氮的去除没有产生显著影响;各处理组底泥中总磷去除率不同,分别为PSM1处理组8.67%、SM处理组8.89%、PSM2处理组7.33%、PS1处理组12.45%、PS2处理组8.89%,产电过程抑制了磷的迁移,有助于底泥中磷的稳定。 展开更多
关键词 湿地植物 沉积物微生物燃料电池 产电 底泥修复
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