【摘 要】
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以不锈钢筒作为阴极、碳毡作为阳极,阴阳极间利用无纺布作为隔膜构建单室生物电解池,以氨作为唯一电子供体,接入混合菌群,通过恒定不同的阳极电势,考察不同初始浓度氨氮在生
【机 构】
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四川大学生命科学学院; 中国科学院成都生物研究所;
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(31270166)资助~~
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以不锈钢筒作为阴极、碳毡作为阳极,阴阳极间利用无纺布作为隔膜构建单室生物电解池,以氨作为唯一电子供体,接入混合菌群,通过恒定不同的阳极电势,考察不同初始浓度氨氮在生物电解池内的氧化与产物的生成情况.结果表明,恒定阳极电势0.2 V(vs Ag/Ag Cl)时,经过5 d的运行,初始氨氮浓度200 mg/L、400 mg/L的氨氮去除率分别为30%、35%,氮气分别积累16.1 m L、17.18 m L,甲烷分别积累1.18 m L、1.46 m L;恒定阳极电势0.6 V(vs Ag/Ag Cl)时,初始氨氮浓度200 mg/L、400 mg/L,氨氮去除率分别为32.4%、36.6%,分别积累氮气16.48 m L、17.42 m L,积累甲烷1.3m L、1.52 m L,未检测到硝态氮和亚硝态氮.循环伏安扫描分析发现,阳极具有明显的氧化还原峰,且不同的阳极恒定电势,导致其氧化还原峰出现偏移.通过电镜扫描,发现阳极微生物细胞表面具有明显的褶皱形状,高通量分析显示阳极微生物中Geobacter占24.11%,是优势菌群,在阳极氨氧化过程中起到关键作用.同时发现系统中还存在氢营养型产甲烷菌Synergistes(3.8%)以及梭菌Clo stridium(3.8%)和Gordonia(1.85%)等功能微生物.本文研究表明,在生物电解池内,微生物能够以氨氮作为电子供体,通过氨氧化脱氮,并产生氢气和甲烷.
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