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随近代工业的飞速发展,工业废水的排放量日益增多,造成水体中有机污染物的种类和含量也随之增加,其中,包含许多难降解有机物,如多环芳烃、杂环类化合物、有机氯化物和有机合成化合物等。这些化合物大都含有苯环、饱和长链或支链烷基等基团,难以被微生物降解或根本不能被降解,易于在生物体内累积,对人体健康和生态环境构成潜在威胁。微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC)作为一种新型的生物质能转化技术,在回收有机物中化学能的同时,将其转化降解,为解决能源危机和环境问题提供了一种新思路。本文通过向沉积型MFC(Sediment MFC,SMFC)阳极添加不同浓度的菲,系统考察了菲对SMFC体系产电性能、电化学特性及污染物去除等的影响,并进一步考察了吐温80对SMFC降解菲体系运行特性的影响,主要研究内容如下:(1)不同产甲烷抑制方式对SMFCs产电性能、污泥性质和阳极生物量的影响。SMFCs反应器运行至第4周期时,输出电压达稳定状态,输出电压和功率密度由高到低依次为氯仿>2-溴乙酸磺酸钠(BES)>空白>105oC灭菌,表观内阻由高到低顺序为105oC灭菌>空白> BES>氯仿。其中,氯仿SMFC体系的表观内阻最小,为228.7Ω,对应的最大输出功率密度为9.05mW/m2。体系的电能输出与污泥特性和阳极生物量有关。氯仿SMFC体系辅酶F420含量最低,为0.18μmol/g VSS,产甲烷抑制效果最好,阳极生物量也最大,为10.15μg P/cm3。(2)菲对SMFCs产电性能、污染物去除和阳极生物量的影响。SMFCs体系的电能输出和污染物去除率随菲浓度的升高,先促进后抑制,0.5mg/L菲有利于产电,继续增加菲浓度不利于电能输出,且菲浓度越高,产电抑制越明显。当菲浓度为0.5mg/L时,体系输出电压、功率密度峰值、COD去除率和菲降解率分别为283.4mV、13.91mW/m2、39.4%和28.9%。阳极和阴极内阻大小及其构成与菲浓度密切相关,0.5mg/L菲的SMFC阳极和阴极内阻均最小,分别为120.60Ω和23.22Ω。阳极生物量和电化学活性与电能输出规律一致,0.5mg/L菲的SMFC阳极生物量和电化学活性均最高。(3)吐温80对SMFCs降解菲体系产电性能、污染物去除和内阻的影响。在吐温80作用下,菲-SMFCs体系电能输出和污染物去除率随菲浓度升高,抑制作用明显。0.5mg/L菲抑制作用最小,体系输出电压、功率密度峰值、COD去除率和菲降解率分别为226.3mV、10.00mW/m2,36.0%和22.2%,10.0mg/L菲抑制作用最大,体系输出电压、功率密度峰值、COD去除率和菲降解率分别为92.7mV、0.92mW/m2、18.3%和14.5%。