微生物燃料电池去除废水中布洛芬

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被人类广泛使用的布洛芬已经存在于地表水和污水系统中。布洛芬是目前我国常用的非类固醇类消炎药的一种,但仅仅依靠现有的污水处理系统并不能够将其完全降解去除,因此部分布洛芬会进入自然环境中。此外,布洛芬在水体中的释放机制和归趋途径是目前尤为重要的环境问题,布洛芬进入受纳水体的途径和副作用也引起研究者的广泛关注。
  本论文利用微生物燃料电池(MFC)将布洛芬转化为电能,实现布洛芬降解和产电的双重目的。首先分别探究了阳极底物醋酸钠和布洛芬的不同配比对空气阴极MFC的运行效能的影响,以开路运行的MFC和无外加碳源的MFC作为对照。其中以50mg/L布洛芬和1000mg/L醋酸钠为阳极底物的MFC具有最佳的布洛芬去除率。当布洛芬浓度下降至30mg/L时,其去除效率随之下降。当布洛芬浓度为50mg/L时MFC阳极的产电微生物产电活性最高,此时MFC具有最高的电能输出。当布洛芬浓度低于50mg/L时,MFC电压呈现明显的下降趋势。在本研究选定的布洛芬浓度范围内,布洛芬的去除率和浓度之间存在着指数关系。
  实验结果表明,布洛芬能够被MFC阳极微生物降解并同时转化为电能。以50mg/L布洛芬和1000mg/L醋酸钠混合物为阳极底物的MFC最大功率密度为0.54W·m?3,单独以0mg/L布洛芬和1000mg/L醋酸钠作为阳极底物的MFC最大功率密度分别为0.31W·m?3和0.42W·m?3。在MFC运行至第16天时,布洛芬的去除率可以达到93%。综合考虑产电性能和污染物去除率,可以认为部分有毒或者生物抑制性有机物例如抗生素类废水,可以作为MFC阳极底物并且转化为电能。
  本论文利用单室空气阴极MFC成功将布洛芬降解并且转化为电能,这对于实际抗生素类废水的去除具有重要意义。
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