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氮磷过量排放导致的水体富营养化问题已经受到广泛关注,氮的去除对控制河道水体富营养化具有重要意义,因此脱氮成为水污染治理中的重点也是难点。作为河道的原位修复技术,生态浮床对脱氮具有一定优势,但仍然存在冬季植物生长状态较差、根系微生物活性不高、脱氮效果降低的问题,MFC产生的微电流可以促进植物在低温下生长、改善植物生长状态,进而强化浮床的脱氮效果。本研究将生态浮床和微生物燃料电池进行耦合(以下简称耦合系统),选取风车草、金鱼藻、凤眼莲、空心菜作为阴极浮床植物,并设置空白组,探究阳极产电效能及其对脱氮效果的影响;并结合植物根系分泌能力、植物对NH4+-N的吸收动力学以及电极表面附着微生物的酶活性分析,阐明系统的产电性能、揭示强化脱氮机理。主要研究结果如下:(1)在相同运行条件下(进水COD浓度为100mg·L-1,NH4+-N浓度为30mg·L-1,HRT=2天),种植植物可以使系统内阻降低21.23%-67.66%(相比于空白组),阴阳极电子传递效率得到提高,进而平均电压提高26.26%-62.63%,产电效果依次为空心菜>凤眼莲>金鱼藻>风车草>空白组,与各系统中植物根系有机物分泌总量和根系泌氧总量具有一致性。(2)种植空心菜对COD去除效果的提升略好于金鱼藻和凤眼莲,但总体提升效果不大(2.49%-8.61%),原因可能是MFC主要靠微生物对COD进行降解,且具有良好的去除率(本试验空白组去除率为73.88%),因此植物的加入对COD去除效果的改善作用较小。种植风车草导致COD出水浓度增加,可能是风车草根系腐烂释放有机物所致。(3)种植空心菜、凤眼莲可强化耦合系统的脱氮效果。空心菜使NH4+-N和TN的去除率分别提升16.40%和16.86%,凤眼莲使NH4+-N和TN的去除率分别提升12.40%和12.47%。但风车草对脱氮有不利影响,可能是风车草根系腐烂向水体释放氮导致。随着运行时间的延长,各系统的氨单加氧酶、羟胺氧化酶、硝酸还原酶、亚硝酸还原酶比活力均有所提升。酶活分析发现,系统羟胺氧化酶比活力较低,导致系统硝化能力较弱进而影响脱氮效果。综合各系统产电性能、对COD、NH4+-N和TN的去除效果以及植物的耐寒能力等,发现空心菜比较适合在春、夏、秋季作为浮床植物,凤眼莲适合在冬季作为浮床植物。(4)无植物空白组对氮的去除主要依靠微生物作用进行,TN去除率为38.74%,种植金鱼藻、凤眼莲、空心菜之后去除率分别提高2.91%、12.47%、16.86%,种植植物对脱氮有一定促进作用。产电较好的系统,其脱氮相关酶活性也较高,一方面,可能是产电对脱氮相关酶活性具有一定促进作用;另一方面,植物根系分泌物在促进产电的同时可增强硝化菌、反硝化菌活性,进而提高脱氮相关酶活性。