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将微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)应用到废水处理领域,在处理有机废水的同时获得电能,是缓解当前能源危机和解决环境问题的有效途径,也是环境能源领域的热点研究课题之一。本文分别以氧气和对氯酚(4-chlorophenol,4-CP)为阴极氧化剂构建了双室MFC,以乙酸钠为燃料,研究了其产电性能及对含氯酚废水协同脱氯的能力,主要结果如下:(1)采用经过预挂膜的碳纤维毡为阳极可显著缩短MFC的启动时间。厌氧消化污泥比经密闭处理的好氧污泥更适合作为MFC的接种污泥。挂膜两周后,碳纤维毡表面就附着了大量微生物,以杆菌为主,它们以碳纤维丝组成的网状结构为依托,相互粘连形成菌团。(2)乙酸钠初始浓度为200 mg╱L是此MFC所需的最佳燃料量。增加电解质浓度,能够降低电池内阻,从而提高电池电能输出。较低的阴极溶液pH值有利于阴极反应的进行,能够提高阴极电势。阴极室空气曝气强度为1.44 m~3(m~2·h)是此MFC的最佳空气曝气强度。向电池阳极室内曝氮气,可以对阳极室溶液起搅拌作用,同时有效防止阴极室内的氧气透过质子交换膜影响阳极室内的反应。(3)采用不同材料为阴极时,载铂碳纤维毡的效果最好,与碳纤维毡相比,电池输出功率密度提高了约4.8倍,活性碳纤维毡提高了3.2倍,经浓硝酸改性的碳纤维毡和石墨/聚四氟乙烯气体扩散电极都提高了约2倍,碳纸的效果最差。(4)以4-CP为氧化剂构建的MFC具有较好的产电性能,4-CP初始浓度为60 mg╱L,外电阻为245Ω时,最大输出功率密度为12.4 mW/m~2,库仑效率达到22.7%,该电池能有效协同降解阴极室内的污染物4-CP,45 h内4-CP被完全还原生成苯酚和氯离子。