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垃圾渗滤液中含有大量的有机污染物、氮化合物、磷化合物、重金属离子等,若不加以处理,将会对土壤资源、水资源安全等造成严重影响。而老龄垃圾渗滤液与年轻垃圾渗滤液相比,成分更为复杂,可生化性也更差,难于降解,是污水废水处理的难点。微生物燃料电池(MFC)能在产电的同时实现废水处理,成为一种新型的污水处理技术。生物阴极型MFC阴极室和阳极室均以微生物为催化剂,且都具有污染物去除能力,能在降低MFC构建成本的同时有效提高污染物去除能力,成为老龄垃圾渗滤液处理的新方向。本文以碳毡和碳布为电极材料、老龄垃圾渗滤液为阳极底物构建了双室生物阴极型MFC,考察了电极材料种类对MFC产电性能和老龄垃圾渗滤液主要污染物去除效果的影响,获得性能最佳的电极材料组合;同时,以不同载量的MnO2/rGO、Pt/C修饰阴极电极构建了MFC,考察了不同阴极催化剂修饰MFC对其产电性能以及老龄垃圾渗滤液中主要污染物去除效果的影响,获得成本低廉、性能更优的MFC阴极催化剂。电极材料是影响MFC性能的重要因素。碳毡阳极碳毡阴极、碳毡阳极碳布阴极、碳布阳极碳毡阴极、碳布阳极碳布阴极MFC的输出电压分别为275、249、294和259 mV,最大功率密度分别为87.00、71.62、95.31和78.70 mW/m3,内阻分别为347、332、325和308Ω,化学需氧量(COD)去除率分别为48.07%、45.93%、58.78%和53.64%,氨氮(NH3-N)去除率分别为54.00%、47.99%、74.38%和63.83%;上述结果显示出,阳极材料相同时,碳毡阴极MFC产电性能和老龄垃圾渗滤液中污染物去除效果好于碳布阴极MFC,阴极材料相同时,碳布阳极MFC产电性能和老龄垃圾渗滤液中污染物去除效果好于碳毡阳极MFC;阴极材料是影响MFC电压及功率密度的主要因素,阳极材料是影响MFC污染物去除效果的主要因素。阴极反应特性是影响MFC性能的重要因素。阴极未负载催化剂MFC及阴极分别由0.5 mg/cm2 MnO2/rGO、1.0 mg/cm2 MnO2/rGO和0.5 mg/cm2 Pt/C修饰的三个MFC,输出电压分别为322、351、372和384mV,最大功率密度分别为102、143、194和217 mW/m3,内阻分别为396、310、264和239Ω,COD去除率分别为47.61%、53.32%、58.68%和61.66%,NH3-N去除率分别为72.69%、75.42%、76.64%和78.64%;与阴极未负载催化剂的MFC相比,阴极负载催化剂的MFC产电性能及对老龄垃圾渗滤液中污染物去除效果均有提高,表明MnO2/rGO可作为改善MFC性能的阴极催化剂。当MnO2/rGO载量为1.0 mg/cm2时MFC的输出电压较阴极未负载催化剂MFC高50 mV,最大功率密度提升90.2%(接近一倍),COD去除率提高了23.3%;1.0 mg/cm2 MnO2/rGO修饰的MFC的产电性能和污染物去除效果与0.5 mg/cm2 Pt/C修饰的MFC接近,但构建成本却大大降低,说明MnO2/rGO是成本低廉且性能优质的MFC催化剂。