微生物燃料電池處理抗生素模擬廢水實驗研究.pdf

1、近年來全球水體污染日趨嚴(yán)重，逐漸成為制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的一個大問題。因此亟需尋求一種成本低、能耗少、經(jīng)濟(jì)效益明顯的廢水處理技術(shù)。微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)作為一種新型的廢水處理技術(shù)和能源開發(fā)工藝，被國內(nèi)外研究學(xué)者廣泛地研究。
　　抗生素類藥物是人類和牲畜的一種常用藥，大量的抗生素被生產(chǎn)用于預(yù)防、治療疾病。由于抗生素的廣泛使用，大量未被充分吸收利用的抗生素通過各種途徑進(jìn)入到環(huán)境中，進(jìn)而會對不同的生

2、物體產(chǎn)生不同的毒性效應(yīng)。因此，探究抗生素的有效去除方法是十分必要的。本文采用雙室MFC分別處理甲硝唑、氯霉素、磺胺抗生素模擬廢水，研究了抗生素作為陽極底物、葡萄糖作為共基質(zhì)，鐵氰化鉀為電子受體的條件下，MFC對目標(biāo)污染物的降解效果，同時考察了抗生素的種類和濃度對MFC的輸出電壓、輸出功率、電極極化性能等方面的影響。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1、采用MFC處理甲硝唑模擬廢水，將處理相同初始濃度甲硝唑的MFC和傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器進(jìn)行了

3、比較，發(fā)現(xiàn)MFC處理效果明顯優(yōu)越于傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器;考察了MFC處理甲硝唑廢水的效果及產(chǎn)電性能，結(jié)果表明:隨著甲硝唑初始濃度增加，MFC對甲硝唑的處理效率顯著下降。同時考察了甲硝唑初始濃度對MFC產(chǎn)電方面的影響，發(fā)現(xiàn)隨著甲硝唑濃度的增加，MFC的最大輸出電壓、輸出功率隨之減小;值得注意的是，以1g/L葡萄糖-10mg/L甲硝唑混合液為MFC陽極底物時，甲硝唑降解效率可以達(dá)到85％，產(chǎn)電功率密度可以達(dá)到99.23mW/m2，電流密度達(dá)到78

4、7.5mA/m2，所以利用MFC處理低濃度甲硝唑廢水同步產(chǎn)電具有一定可行性。通過掃描電鏡對MFC陽極表面產(chǎn)電微生物形態(tài)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其主要是由鏈狀菌和球狀菌組成的;
　　2、采用MFC處理氯霉素模擬廢水:首先對處理30mg/L氯霉素的MFC、厭氧處理、無菌接種三種反應(yīng)器進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)MFC處理效果明顯優(yōu)越于其他兩種情況，證明了氯霉素的降解主要源于微生物的新陳代謝作用而非細(xì)胞的吸附作用;其次考察了氯霉素初始濃度對MFC處理效果的影

5、響，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)污染物的降解效率隨著初始濃度的增大而減小;最后我們研究了共基質(zhì)初始濃度對MFC處理效果的影響，得到氯霉素的降解效率隨著共基質(zhì)初始濃度的增加而增大，在沒有共基質(zhì)的條件下氯霉素的降解效率僅有17％，而共基質(zhì)濃度在0.5-1.5g/L范圍內(nèi)時，MFC對氯霉素降解效率48h內(nèi)維持在78％-86％，證明了MFC對氯霉素的降解需要葡萄糖共基質(zhì)提供電子;
　　3、采用MFC處理磺胺模擬廢水:研究了以葡萄糖和磺胺混合溶液作為陽極底物條