改性铁阳极微生物电解池中电极驱动的氨厌氧氧化

摘要

在没有NO_(2)^(-)或短程硝化的情况下,厌氧氨氧化菌(AnAOB)可以微生物电解池(MECs)的阳极为电子受体氧化NH_(4)^(+)-N,这种电极驱动型厌氧氨氧化(E-Anammox)可有效解决传统厌氧氨氧化(Anammox)电子受体NO_(2)^(-)供给不稳定的问题。但MECs系统常用的铁阳极易发生腐蚀板结,导致电极导电能力下降、电子利用率降低。针对铁阳极易腐蚀的问题,对普通铁阳极进行包覆改性制备改性铁阳极,将改性铁阳极和普通铁阳极分别与MECs系统耦合加载于Anammox反应体系中,考察了2个反应体系中氨氧化、系统阻抗值、微生物群落结构的变化特征。结果表明,改性铁阳极-MECs反应器(R2)对氨氧化的促进作用强于普通铁阳极-MECs反应器(R1),至实验末期(第70天),R1和R2的NH_(4)^(+)-N去除速率分别为35.57 mg/(L·d)和76.72 mg/(L·d);R1的阻抗值由运行前期的小于R2增大至后期明显大于R2;AnAOB在R2中的相对丰度高于R1,而铁还原菌在R1中的相对丰度明显高于R2。对铁阳极进行包覆制备的改性铁阳极可减缓铁腐蚀,且在没有NO_(2)^(-)供给的情况下,可作为电子受体实现氨的厌氧氧化。