蔡 靖, 胡安辉

(1. 浙江工商大学 环境科学与工程学院, 浙江 杭州 310018;2. 浙江环益资源利用有限公司, 浙江 杭州 311500)

1 前 言

微生物燃料电池(microbial fuel cell，MFC)是以酶或微生物作为催化剂，将化学能直接转化成电能的装置[1]。这一概念早在1911 年被提出，但在1991 年才被尝试应用于污水处理[2]。目前文献报道的MFC大多集中在以有机物作为基质[3]。随着研究的逐渐深入，科学家们在海底沉积物 MFC 中发现，MFC 电能的产生与硫化物的氧化紧密相关[4]，且现有不少文献报道 MFC 可以废水中硫化物为基质产电[5-8]。然而迄今为止，国内外有关MFC 同时去除硫化物和硝酸盐的文献报道极为少见。LEE 等[9]于2013 年使用菌株Pseudomonas sp. C27 构建双室MFC 去除废水中的硫化物时，研究了阳极中添加硝酸盐作为电子受体对 MFC 性能的影响。魏炎等[10]则构建了以硫化物作为阳极电子供体和硝酸盐为阴极电子受体的双室型MFC，实现了硫化物和硝酸盐的同时去除。研究表明，在缺氧或厌氧状态下，某些微生物能够以硝酸盐为电子受体将硫化物氧化成单质硫[11]。以此为依据，研发出同步脱氮除硫工艺，可实现以废制废，达到对氮硫2 种污染物同时去除。据此，研究启动并运行了无机条件下的同步脱氮除硫燃料电池，并证实该MFC 可同时实现废水处理和生物发电，且产电功能与基质去除功能间是相互耦联的[12-13]。

在MFC 中，阳极室内微生物需要在有电环境中降解污染物质，这与普通污水处理(无电环境)存在明显不同。因此，MFC 中的产电微生物及微生物群落日益引起关注[14]。……