双层阳极微生物燃料电池系统降解偶氮染料及同步产电

摘要

构建一种新型单室双阳极微生物燃料电池(MFC)系统并用于处理难降解有机染料废水;研究进水染料质量浓度、水力停留时间和双层阳极间距对难降解有机物去除率和系统产电性能的影响;利用UV-Vis光谱扫描和气相色谱-质谱联用(GC-MS),分析降解过程中的一系列降解产物.研究结果表明:当系统通入200～600 mg/L的染料活性艳红X-3B时,单阳极和双阳极MFC系统的有机物去除效率并无较大差异,最大脱色率之差不超过10％;当系统通入800～1000 mg/L的X-3B时,双阳极MFC系统表现出较好的脱色效果和较强的有机负荷耐受能力;当2个阳极层间距设为10 cm时,双阳极MFC系统(简称S-10系统)的处理性能最佳;当水力停留时间为1.5 d,进水X-3B质量浓度为1000 mg/L时,S-10系统的脱色率可达96.34％,化学需氧量(COD)去除率为74.16％;上、下阳极的最大功率密度分别为0.150 W/m3和0.121 W/m3,系统内阻为1053.1Ω;苯胺是一种典型的X-3B降解中间产物.