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目前,沉积物燃料电池(SMFC)被广泛应用于从沉积物中获取能量,同时净化沉积物中的污染物。由于SMFC自身的特点,有很多因素会影响其性能。比如温度,p H值和导电性等。阳极微生物群落,如产电菌群在阳极生物膜上的富集会对SMFC的性能会产生很大的影响。由于希瓦氏菌是一株高性能的产电菌株,其在微生物燃料电池的应用非常广泛,所以我们选择希瓦氏菌MR-1作为本实验的接种菌株。此外,活性炭纤维具有良好的导电性和大的比表面积,所以其作为本实验的阳极材料,同时也作为固定希瓦氏菌株MR-1的载体,然后对SMFC的性能进行了检测与评估。用了固定化生物强化技术的沉积物微生物燃料电池(SMFC-ImSW)呈现出最大的功率密度为61.0mW/m~2。而传统的生物强化技术(SMFC-SW)呈现出最大功率密度为11.1 mW/m~2,没有任何处理的空白对照组(SMFC-CK)的最大功率密度为2.4 mW/m~2。此外,180天的实验后,SMFC-ImSW组的总有机质(TOC)和可溶解性有机质(DOC)的去除效率分别为59.91±2.03%和43.85±1.15%,其次是SMFC-SW组其去除率分别达到53.99±1.87%和33.79±0.67%,SMFC-CK组的TOC和DOC去除率最少,分别是44.07±1.15%和16.47±3.46%。在废水处理阶段,SMFC-ImSW组的化学需氧量(COD)去除率分别比SMFC-SW组和SMFC-CK组提高了14.2%和24.2%。GFP荧光标记实验和RT-PCR结果表明,希瓦氏菌MR-1定植在SMFC-ImSW组的阳极生物膜上。微生物群落结构分析表明,在SMFC-ImSW组的阳极生物膜中,与发电有关的细菌的相对丰度显著增加。因此,固定化生物强化是提高沉积物微生物燃料电池产电和净化污染物的潜在途径。