人工湿地型微生物燃料电池同步降解偶氮染料与产电的特性及机理

微生物燃料电池与人工湿地耦合系统研究进展许丹;肖恩荣;徐栋;吴振斌【摘要】Constructed wetland-microbial fuel cell (CW-MFC) is a newly emerging device in which electricity can be generated by microorganisms that use wastewater and root exudates as fuel. The novelty of this systemis enhanced purifying effect of treating wastewater and simultaneously electricity generation by embedding MFC into CW. The effectiveness of the system depends on the configuration of reactor, the operational and environmental parameters. Identification and optimization of these parameters are important to enhance the efficiency of the hybrid system.In this review following the introduction and explanation of the principle, the development process and the present situation of CW-MFC systems, the factors influencing the performance of the systems were described focusing on the major components including plants, microorganisms, electrodes and separators, and the impact of important variables involving carbon source, oxidation reduction potential and hydraulic retention time. The problems in this field of the CW-MFC systems were summarized and the potential applications in the future were prospected.%将微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）与人工湿地（constructed wetland, CW）相结合是近几年来出现的一种新型产能及废水净化工艺。

人工湿地微生物燃料电池人工湿地微生物燃料电池___________________________________随着社会的发展，人们对能源的需求也越来越大。

为了满足人们的需求，科学家们推出了一种新型的能源——人工湿地微生物燃料电池。

它是一种利用微生物分解有机物产生电能的能源，它可以从自然界中提取出极大的能量，为人类带来可持续发展的新能源。

人工湿地微生物燃料电池是一种利用微生物燃料来产生电能的新型能源。

它可以将有机物（如石油、天然气、煤炭、植物等）分解成一定浓度的电解质，通过电解质产生的电流来产生电能。

由于微生物的发酵作用，它可以将有机物的有效成分完全分解成水和碳二氧化物，而不会产生任何有害物质，因此也不会造成任何环境污染。

此外，人工湿地微生物燃料电池具有良好的可靠性和可持续性。

微生物燃料电池是一种利用自然界中的有机物进行能量转化的可再生能源。

它不仅可以使用各种有机物作为原料，而且还可以通过微生物的发酵作用，从而有效地将有机物分解成水和二氧化碳，而不会造成任何有害物质的排放。

因此，微生物燃料电池具有较高的可靠性和可持续性。

此外，微生物燃料电池具有较强的发展前景。

它可以将有机物中的有效成分完全分解成水和碳二氧化物，这对减少对化石燃料的依赖具有重要意义。

随着国家对可再生能源的重视，微生物燃料电池将会得到进一步的发展，并成为可持续发展的重要能源。

总之，人工湿地微生物燃料电池是一种具有重要意义的新型能源。

它具有较高的可靠性和可持续性，还能够将有效成分完全分解成水和二氧化碳，不会造成任何有害物质的排放；它还具有较强的发展前景，将会成为可持续发展的重要能源。

希望人工湿地微生物燃料电池在不久的将来能够发挥出它应有的作用，为人类带来更多的便利。

人工湿地-微生物燃料电池技术的探究进展引言：人工湿地是近年来广泛应用于废水处理的一种环保技术。

与传统废水处理方法相比，人工湿地具有更好的处理效果和更低的成本。

然而，传统的人工湿地处理技术存在着处理效率低、处理周期长等问题。

为了解决这些问题，探究人员开始探究将微生物燃料电池技术应用于人工湿地。

一、微生物燃料电池技术的原理微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，简称MFC）是一种利用微生物将有机废物转化为电能的新型能源转换技术。

MFC 利用电活性微生物将废物中的有机物氧化还原反应（简称生物电化学反应）转化为电能，从而实现能源的转换。

MFC中的两个关键组件是阳极和阴极。

阳极上的电活性微生物通过氧化有机物产生电子，并通过外部电路流向阴极，与阴极上的氧发生反应，从而形成电流。

微生物燃料电池技术在能源回收领域具有宽广的应用前景。

二、人工湿地与微生物燃料电池的结合在传统的人工湿地中，微生物在底泥等介质中起着关键作用。

而微生物燃料电池正是通过利用微生物进行电化学反应来实现废物处理和能源回收的。

因此，将微生物燃料电池技术与人工湿地相结合具有很大的潜力。

1. 提高废物处理效率传统的人工湿地处理废物周期较长，处理效率有限。

而微生物燃料电池技术可以利用阳极上的电活性微生物将有机物快速氧化，以更高的效率进行废物处理。

2. 同时实现能源回收人工湿地与微生物燃料电池结合后，废物处理不仅能够高效进行，还能够回收产生的电能。

这种联合应用可以解决能源短缺和环境污染等问题。

3. 增强人工湿地的稳定性微生物燃料电池技术可以提高人工湿地的稳定性。

通过外加电势的方式，可以加快微生物的氧化反应速率，并缩减微生物产生的沉积物，从而提高人工湿地的长期稳定性。

三、前景展望与挑战人工湿地-微生物燃料电池技术的结合为废物处理和能源回收领域带来了新的机会。

然而，目前依旧存在一些挑战需要克服。

1. 电化学反应的提高目前微生物燃料电池的效率依旧相对较低，需要进一步探究提高电化学反应的效率，以提高能源回收的效果。

人工湿地-微生物燃料电池中电极研究进展人工湿地-微生物燃料电池中电极研究进展人工湿地-微生物燃料电池是一种将生物质废弃物转化为可再生能源的环境友好技术。

在该技术中，微生物通过氧化废弃物来产生电能，同时人工湿地作为生物反应器能够有效地去除废水中的有机物和氮、磷等污染物。

然而，人工湿地-微生物燃料电池的效率和性能受到电极的影响，因此电极材料的研究和改进对于提高人工湿地-微生物燃料电池的性能至关重要。

目前，人工湿地-微生物燃料电池中常用的电极材料主要有碳材料、金属氧化物和导电聚合物等。

碳材料是最常见的电极材料，包括碳纤维、石墨毡和石墨等。

碳材料具有良好的导电性和化学稳定性，能够提供较大的表面积用于微生物的生长和生物反应。

与此同时，碳材料的价格相对较低，易于制备和处理。

研究表明，采用表面改性的碳材料能够进一步提高人工湿地-微生物燃料电池的性能。

金属氧化物作为电极材料在人工湿地-微生物燃料电池中也有广泛应用。

金属氧化物具有良好的电催化性能和化学稳定性，能够促进废水中有机物的氧化反应。

常用的金属氧化物包括二氧化锰、二氧化钛和三氧化铁等。

研究发现，掺杂或修饰金属氧化物电极能够提高电极的导电性和电催化活性，从而提高人工湿地-微生物燃料电池的发电性能。

导电聚合物也是一种应用广泛的电极材料，具有良好的导电性和化学稳定性。

常见的导电聚合物包括聚苯胺、聚噁唑和聚吡咯等。

由于导电聚合物具有高的表面积和多孔性，能够提供良好的微生物生长环境。

同时，导电聚合物能够通过电催化作用促进废水中有机物的氧化反应，提高人工湿地-微生物燃料电池的性能。

此外，电极的结构和形态对于人工湿地-微生物燃料电池的性能也有重要的影响。

常用的电极形态包括片状、纤维状和泡沫状等。

片状电极具有较大的表面积和较高的导电性，能够提供良好的微生物附着和电反应界面。

纤维状电极具有良好的导电性和通透性，能够促进氧气和废水的传递。

泡沫状电极具有高的孔隙率和大的比表面积，能够提供较大的活性位点和微生物附着表面。

微生物燃料电池——人工湿地耦合系统研究进展微生物燃料电池——人工湿地耦合系统研究进展随着全球能源危机的加剧和对可再生能源的需求增加，寻找新型、高效的能源转换和利用方式变得愈发迫切。

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cells，简称MFC）作为一种潜在的清洁能源技术，近年来吸引了广泛的关注。

在MFC的基础上，人工湿地（Constructed Wetland，简称CW）作为MFC的适配技术之一，也被广泛应用于废水处理和生态修复中。

本文将重点介绍MFC与CW的耦合系统在能量转化和环境修复方面的研究进展。

一、微生物燃料电池微生物燃料电池是一种利用微生物的代谢活动将有机物质转化为电能的装置。

其基本结构包括阴阳极、电解质溶液和微生物产生的电子传递链。

通过微生物的代谢活性，在无需添加外部能源的情况下，可以将有机废弃物（如废水、沉淀物等）转化为电能。

MFC不仅是一种高效的能源转换方式，同时还具有清洁、可持续和低成本的特点。

二、人工湿地人工湿地是一种依靠湿生植物及其附生的微生物来处理废水和修复生态环境的技术。

它模拟自然湿地的功能，通过植物的吸收和微生物的降解，有效去除废水中的污染物质。

人工湿地具有低成本、低能耗、多功能等特点，在废水处理和生态修复方面有广阔的应用前景。

三、MFC与CW的耦合系统研究进展MFC与CW的耦合系统利用MFC提供的电子传递链和湿地植物的吸收转化机制相结合，实现了高效的废水处理和能量回收。

该耦合系统在降解有机物、去除氮磷等污染物的同时，还能够产生电能。

1. 能量转化MFC与CW的耦合系统通过微生物的电子传递链，将废水中的有机物质转化为电能。

研究发现，MFC与CW的耦合系统在能量转化效率方面明显优于单独使用MFC或CW的情况。

这是因为湿地植物的根系提供了更多的微生物附着面，增加了微生物与底物的接触面积，从而提高了MFC的产能。

2. 废水处理MFC与CW的耦合系统在废水处理方面具有显著效果。

人工湿地耦合微生物燃料电池产电及对污水去除探究随着城市化的进一步进步，越来越多的污水被排放到自然水体中，给环境带来严峻的污染问题。

传统的废水处理方式涉及大量的设备和能源，因此需要寻找一种能够高效处理污水同时能够产生电能的新方法。

人工湿地耦合微生物燃料电池技术的出现，为污水处理与能源生产提供了新的思路。

人工湿地是一种模拟自然湿地的人工构筑体系，通过湿地植物和微生物的作用，对污染物进行自然降解和去除，达到净化水质的目标。

而微生物燃料电池则是一种通过微生物间的电子转移来转化有机废物为电能的技术。

将这两种技术结合起来，即使用微生物燃料电池中产生的电能为人工湿地的运行提供动力，将废水中的污染物通过人工湿地植物和微生物的作用进行降解和去除。

人工湿地耦合微生物燃料电池技术在污水处理领域具有宽广的应用前景。

起首，通过微生物燃料电池产生的电能为人工湿地提供了动力，实现了设备的自给自足，降低了运行成本。

其次，微生物燃料电池中的微生物能够降解废水中的有机物，而人工湿地植物对废水中的氮和磷等营养物质起到了去除的作用，共同将污染物降解为无害物质。

此外，通过人工湿地耦合微生物燃料电池技术处理的废水，可以得到高品质的浇灌水或者回用水，实现了资源的循环利用。

在探究人工湿地耦合微生物燃料电池技术的过程中，关注的重点主要包括耦合方式的优化、电流产生的控制以及污水去除效果的评估。

起首，要选择合适的湿地植物和微生物燃料电池系统，确定不同植物对电池系统性能的影响。

其次，探究电流产生的主要因素，包括电极材料和微生物的附着，以便提高电池的发电能力。

最后，通过对人工湿地系统中污水质量参数的监测，如COD（化学需氧量）、氨氮和总磷等，评估系统的去除效果，并通过试验确定处理效率与废水进水浓度的干系。

目前，人工湿地耦合微生物燃料电池技术在试验室中已经取得了初步的探究效果，但在实际应用中还存在一些挑战。

起首，技术需要进一步优化，提高电池的稳定性和发电效率。

人工湿地耦合微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展人工湿地耦合微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展摘要：随着工业化的发展，重金属废水问题日益严重，其对环境和人类健康造成了严重威胁。

传统的重金属废水处理方法存在效率低、成本高、环境污染等问题，因此需要寻找一种高效低成本的处理方法。

人工湿地耦合微生物燃料电池技术以其独特的优势成为了一种热门的选择。

本文将对人工湿地耦合微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展进行综述，介绍了该技术的工作原理、影响因素以及存在的问题，并对今后的研究方向进行了展望。

关键词：人工湿地、微生物燃料电池、重金属废水、研究进展1. 引言随着现代工业的发展，重金属废水成为了一项严重的环境问题。

重金属废水的排放不仅会造成土壤和水体的污染，还会对生物体健康造成威胁。

传统的重金属废水处理方法存在诸多问题，如处理效率低、成本高、对环境造成二次污染等。

因此，寻找一种高效低成本的处理方法显得尤为重要。

2. 人工湿地耦合微生物燃料电池技术2.1 工作原理人工湿地是一种模拟天然湿地而建造的人工系统，具有较好的吸附、沉淀、稳定性等特点。

与传统的人工湿地相比，耦合微生物燃料电池可以在人工湿地的基础上增加微生物燃料电池单元，利用微生物的代谢过程将废水中的有机物氧化为电子，同时产生电流。

这种耦合的处理方法能够有效去除重金属废水中的有机物和重金属离子，并将其转化为电能。

2.2 影响因素人工湿地耦合微生物燃料电池的处理效果受到多个因素的影响，如废水原水的pH值、温度、重金属浓度、输入电压等。

其中，废水原水的pH值和温度是重要的操作参数，可以影响微生物的活性和电子转移速率。

重金属浓度的变化也会对处理效果产生明显的影响，高浓度的重金属会抑制微生物的活性，从而减少电流产生。

3. 研究进展目前，人工湿地耦合微生物燃料电池技术在重金属废水处理领域取得了一定的研究进展。

研究表明，该技术具有较高的去除效率和稳定性。

一些学者尝试在处理过程中引入新的电极材料，如碳纳米管、导电聚合物等，以提高电子传输效率和增强反应活性。

《微生物燃料电池不同阴极电子受体及同步除污产电性能研究》篇一一、引言随着环境问题日益严重，清洁能源的开发与利用已成为全球关注的焦点。

微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）作为一种新型的清洁能源技术，具有同步除污和产电的双重功能，引起了广泛关注。

本研究主要探讨微生物燃料电池中不同阴极电子受体对同步除污和产电性能的影响。

二、微生物燃料电池基本原理微生物燃料电池是一种以微生物为催化剂，通过生物化学反应和电化学反应相结合的方式，将有机物中的化学能直接转化为电能的装置。

其基本原理是利用微生物在厌氧条件下氧化有机物产生的电子，通过外部电路传递到阴极，与阴极的电子受体发生反应，从而产生电流。

三、不同阴极电子受体的研究在微生物燃料电池中，阴极电子受体的种类对电池性能具有重要影响。

常见的阴极电子受体包括氧气、硝酸盐、硫酸盐等。

本研究分别探讨了这些电子受体对MFC同步除污和产电性能的影响。

1. 氧气作为阴极电子受体：当使用氧气作为阴极电子受体时，MFC的功率密度较高，但除污效果相对较弱。

这是因为氧气作为电子受体时，反应速率较快，但同时也会竞争其他有机物的氧化，导致除污效果受限。

2. 硝酸盐作为阴极电子受体：使用硝酸盐作为阴极电子受体时，MFC的除污效果较好。

这是因为硝酸盐的还原过程需要更多的电子，有利于有机物的氧化，同时也能有效去除水中的氮污染物。

然而，硝酸盐的还原反应速率较慢，导致功率密度相对较低。

3. 硫酸盐作为阴极电子受体：硫酸盐的还原过程可以同时实现有机物的氧化和硫酸盐的还原，具有良好的同步除污和产电性能。

此外，硫酸盐在自然界中广泛存在，使得MFC具有较好的实际应用潜力。

四、同步除污产电性能研究本研究通过实验研究了不同阴极电子受体对MFC同步除污产电性能的影响。

实验结果表明，使用硫酸盐作为阴极电子受体时，MFC的功率密度和除污效果均较好。

这主要是因为硫酸盐的还原过程能够有效地去除水中的有机物和硫酸盐污染物，同时产生电能。

《厌氧氨氧化微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究》篇一一、引言随着工业化进程的加快和人口的增长，水体富营养化问题日益严重，氮污染已经成为当前环境治理的热点问题之一。

传统的生物脱氮技术虽然能够有效地去除水中的氮，但往往存在处理周期长、能耗大等问题。

因此，开发新型的同步脱氮产电技术对于环境保护和资源利用具有重要意义。

厌氧氨氧化微生物燃料电池（Anammox MFC，AMFC）作为一种新型的生物电化学系统，因其具有同步脱氮和产电的双重功能而备受关注。

本文旨在研究厌氧氨氧化微生物燃料电池的同步脱氮产电性能及机理，为实际应用提供理论依据。

二、研究方法1. 材料与设备实验所使用的厌氧氨氧化污泥购自某污水处理厂。

实验设备包括微生物燃料电池、电化学工作站、高效液相色谱仪等。

2. 实验方法（1）AMFC的构建与运行构建AMFC反应器，接种厌氧氨氧化污泥，在适宜的温度、pH值、有机负荷等条件下运行。

（2）性能测试定期检测AMFC的电压、电流、功率密度等性能指标，同时取样测定氮素去除率、产电性能等。

（3）机理研究通过扫描电镜、能谱分析、基因测序等手段，研究AMFC内部微生物群落结构及功能，揭示其同步脱氮产电的机理。

三、结果与分析1. AMFC的同步脱氮产电性能实验结果表明，AMFC在适宜的运行条件下，能够稳定运行并表现出良好的同步脱氮产电性能。

随着运行时间的延长，AMFC的电压、电流、功率密度等性能指标逐渐提高，氮素去除率也呈上升趋势。

此外，AMFC的产电性能与氮素去除率之间存在正相关关系。

2. AMFC内部微生物群落结构及功能通过扫描电镜和能谱分析发现，AMFC内部存在丰富的微生物群落，主要包括厌氧氨氧化菌、产电菌等。

基因测序结果表明，这些微生物在AMFC内部形成了复杂的生态网络，共同参与氮素的转化和电子传递过程。

其中，厌氧氨氧化菌负责将氨氮转化为氮气，产电菌则利用有机物和电子传递过程产生电流。

3. AMFC同步脱氮产电机理AMFC同步脱氮产电的机理主要包括两个方面：一是通过厌氧氨氧化菌的作用，将氨氮转化为氮气，实现脱氮；二是通过产电菌的作用，利用有机物和电子传递过程产生电流。

专利名称：微生物燃料电池及其在降解偶氮染料污染物上的应用
专利类型：发明专利
发明人：许玫英,杨永刚,孙国萍,郭俊
申请号：CN201010220362.3
申请日：20100707
公开号：CN102315469A
公开日：
20120111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开一种微生物燃料电池及其在降解偶氮染料污染物上的应用。

该微生物燃料电池包括阳极室、阴极室、阳极电极、阴极电极、质子透过膜及外接电路，在阳极室内接种有电化学活性微生物，还装有该微生物的培养液、碳源和电子供体，在阴极室内装有阴极反应液，所述的阴极反应液为脱色希瓦氏菌及其培养液，还有脱色希瓦氏菌的电子受体。

微生物燃料电池通过阳极室中的微生物，氧化溶液中的有机底物，并将产生的电子传递至阳极电极，经外电路将阳极电极上的电子传递给阴极电极，在阴极室内，脱色希瓦氏菌接受阴极电极上的电子，生长代谢，经呼吸链将电子传递给其未端电子受体，如偶氮染料污染物，将其还原降解，因此可用于上述污染物的处理。

申请人：广东省微生物研究所
地址：510070 广东省广州市越秀区先烈中路100号
国籍：CN
代理机构：广州科粤专利商标代理有限公司
代理人：余炳和
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人工湿地微生物燃料电池综述摘要：国内外对人工湿地（CW）和微生物燃料电池（MFC）的研究已经处于相对平稳的状态，在两个领域都取得了特别好的成就。

在此基础上，将二者耦合起来的人工湿地微生物燃料电池（CW-MFC），由于其污水处理效果好、可产电、可持续性和环境友好型的特点，近些年关注度越来越高。

本文就国内外对CW-MFC的研究进展做一个综述。

关键词：人工湿地；微生物燃料电池；耦合；污水处理；产电1、引言现今水质越来越差，人们在保护水资源的同时也在积极探寻污水处理水质更优、效率更高的方法。

CW污水处理系统建造费用低，运行简便，湿地基质中的微生物在降解污水中的有机物同时能够产生电子，使之具备产电潜力[1]。

MFC利用微生物分解有机物产生的化学能转化成电能的新型生物电化学系统。

研究人员将二者结合，不止增强了废水的去污效果，而且具有产电的功能，由于其减少甲烷等气体的排放，可以有效的遏制温室效应。

因此，CW-MFC具有很大的发展前景，受到了越来越多的关注。

2、CW-MFC概述CW-MFC是新兴的一种污水处理系统，其性能优于其他MFC，污水处理量大大增多，且维护方便。

由于处于起步阶段，许多技术、系统配置、运行和电力生产都面临着很大的问题。

CW-MFC工作原理是植物利用太阳能进行光合作用将二氧化碳转化为有机物，产生的有机物到达根系附近的阳极区，为MFC中的产电微生物源源不断的提供基质。

[2，3]植物在阴极区的根系，形成植物-微生物-电极材料的复合生物阴极电极，利用植物根部泌氧为阴极提供还原反应电子受体。

[4]CW-MFC系统中拥有人工湿地系统中天然的氧化还原电位梯度，且微生物燃料电池与人工湿地中都有利用微生物，二者有很好的相容性，因此能够很好的耦合，这样不但可以提高系统的整体污水处理效果，同时还拥有微生物燃料电池的产电性能。

[5]影响人工湿地微生物燃料电池的因素有很多，像种植的植物种类，基质，水力停留时间（HRT），微生物种类，电阻，外电路等各种辅助材料等。

人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的研究进展王国振;温洪宇;蔡嘉颖;袁振亚;王秀颖;苏思婷【摘要】人工湿地-微生物燃料电池耦合系统(CW-MFC)是一种将人工湿地技术(CW)和微生物燃料电池技术(MFC)结合在一起的新型污水处理系统,其产电机理是产电微生物在底层湿地(阳极)的厌氧条件下生成电子,通过外电路传递到表面湿地(阴极)完成氧化还原反应.但是,近几年来,关于CW-MFC研究的文章较少且研究深度较浅.综述了电极材料、水力条件、湿地植物及微生物等条件对CW-MFC污水处理能力和产电能力的影响.在电极材料方面,选用导电性、吸附性及有效面积大的材料作为电极可有效提高CW-MFC产电与去污能力;在水利条件方面,在HRT为2-3 d的条件下,应选用升流式或升流-降流式的入水方式;湿地植物方面,种植湿地植物的CW-MFC在去污和产电能力上都要优于未种植植物的CW-MFC;微生物方面,阴极与阳极的微生物群落结构存在明显的差异,但存在的产电菌的种类却十分相似.CW-MFC中存在的常见产电微生物主要包括地杆菌属(Geobacter)、脱硫叶菌属(Desulfobulbus)、假单胞菌属(Pseudomona)和脱硫弧菌属(Desulfovibrio)等.最后对CW-MFC的研究方向进行了分析,以期为CW-MFC的实际应用提供理论依据.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2019(035)001【总页数】8页(P199-206)【关键词】CW-MFC;电极材料;水利条件;湿地植物;产电微生物【作者】王国振;温洪宇;蔡嘉颖;袁振亚;王秀颖;苏思婷【作者单位】江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116;江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116;江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116;江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116;江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116;江苏师范大学生命科学学院,徐州 221116【正文语种】中文人工湿地（Constructed wetland，CW）是将污水、污泥有控制的投配到经人工建造的湿地上，污水与污泥在沿一定方向流动的过程中，利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学及生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。

生物阴极型微生物燃料电池同步降解偶氮染料与产电的研究的开题报告一、研究背景：偶氮染料是一类常见的有机染料，广泛应用于纺织、皮革、食品等行业。

然而，它们的存在也对环境造成了污染，因为它们在生活污水中进入自然水环境后，由于它们稳定性较强，难以被传统的生物处理方法分解和去除。

因此，研究偶氮染料的去除和降解成为了环境保护的重要课题。

微生物燃料电池是利用微生物在阳极和阴极之间进行电子传递，从而完成有机废水的处理，并产生电能。

然而，传统微生物燃料电池在废水处理方面的应用存在着一些问题，如不易处理废水中的有机物、甚至是抗生素等。

因此，如何提高微生物燃料电池对有害化合物的处理能力也成为了当前的研究热点。

二、研究目的：本研究旨在探讨生物阴极型微生物燃料电池在同步降解偶氮染料的过程中对产电能力的影响，以期能够寻找到一种更加高效的处理废水的方法。

三、研究内容和方法：1.选择一种活性较强的微生物作为燃料电池的阴极菌，并以偶氮染料为废水处理的对象。

2.通过测定在不同偶氮染料浓度下的阴极体系的开路电位和恒流输出电压等参数，探讨微生物阴极型微生物燃料电池同步降解偶氮染料对产电的影响。

3.将实验数据进行分析，总结归纳，探究生物阴极型微生物燃料电池在同步降解偶氮染料方面的优缺点。

四、预期结果：预计本研究可以找到一种更加高效的处理废水的方法，为废水处理技术的研究提供重要的参考和依据。

五、研究意义：1.本研究将探讨生物阴极型微生物燃料电池在同步降解偶氮染料的过程中对产电能力的影响，扩展了微生物燃料电池的应用范围。

2.本研究可以为解决有机物废水的处理问题提供一种新的思路和方法，具有一定的应用价值。

3.本研究对于环境治理、废水处理等具有一定的社会意义和价值。

复合垂直流人工湿地-微生物燃料电池耦合系统产电性能和水质净化张晨晨;余倩;袁树堂;朱玲;杨琳;陈晨【期刊名称】《工业催化》【年(卷),期】2024(32)3【摘要】人工湿地(CW)和微生物燃料电池技术(MFC)是两种具有潜力的环境技术,用于水污染治理和可再生能源生产。

目前大部分研究主要针对上流式人工湿地-微生物燃料电池进行探索,很难用到实际的人工湿地上。

主要以垂直流人工湿地为研究对象,研究复合垂直流人工湿地-微生物燃料电池耦合系统的产电性能和水质净化作用。

结果表明,在相同的垂直流CW-MFC系统中,产电性能和水体污染物的含量有一定的关系;在模拟自然的水流情况下,CW-MFC1阳极生物氧化产生的质子和电子迁移至CW-MFC2的阴极也能同其电子受体发生氧化还原反应,从而产生电压电流,且其电压高于单一垂直流CW-MFC系统;模拟自然情况下的CW-MFC系统对各项水质指标的去除都有不错的去除效果,其中磷酸盐和总磷的去除率为97.5%和97.9%,氨氮和总氮的去除率为86.4%和66%,COD去除率最低为36.5%,表明复合垂直流CW-MFC系统对水体污染物的去除起明显的效果。

【总页数】6页(P80-85)【作者】张晨晨;余倩;袁树堂;朱玲;杨琳;陈晨【作者单位】云南农业大学水利学院;云南省水文水资源局昆明分局【正文语种】中文【中图分类】X703;TQ426.97【相关文献】1.梧桐浸泡液为基质的微生物燃料电池与人工湿地耦合系统偶氮染料X-3B脱色及产电效果2.人工湿地-微生物燃料电池对高碳氮废水的强化净化和产电研究3.微生物燃料电池-人工湿地耦合系统处理污水及产电性能研究4.植物对人工湿地-微生物燃料电池耦合系统去污及产电性能的影响5.以养殖废水为底料的微生物燃料电池产电性能与水质净化效果因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

Enhanced Nitrogen Removal and Electricity Generation Efficiency by Constructed Wetland -
Microbial Fuel Cell
作者： 秦歌[1,2];陈婧[1,2];余仁栋[1,2];张轩波[1,2];冷欣[1,2];安树青[1,2]
作者机构： [1]南京大学生命科学学院,南京210023;[2]南大(常熟)研究院有限公司,江苏苏州215502
出版物刊名： 湿地科学与管理
页码： 12-17页
年卷期： 2021年 第4期
主题词： 人工湿地;微生物燃料电池;脱氮;产电
摘要：采用人工湿地-微生物燃料电池工艺(CW-MFC)进行高COD高氮污水的强化脱氮并产生电能.搭建两组反应器CW和CW-MFC,探究耦合方式对水体污染物去除能力,并进一步探讨CWMFC的电路连接方式、阴阳极间距、进水方式等运行条件对污染物去除能力和产电的影响.结果表明:CW-MFC较CW有更显著的水体污染物COD、NH4+-N的去除能力.在阴阳极间距为25 cm、阴极栽有湿地植物的闭合回路CW-MFC装置中,最大开路电压可达到648.90 mV,稳定运行的CWMFC装置对COD和氨氮的去除率分别为86.00%和84.77%.由于间歇进水时阳极DO 浓度波动更大,而连续进水方式更利于营造稳定的厌氧阳极环境,故连续进水的污染物去除效果更佳.本研究为CWMFC生态强化脱氮提供理论依据.。

《厌氧氨氧化微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究》篇一一、引言随着工业化进程的加快和人口的增长，水体富营养化问题日益严重，氮污染已经成为当前环境保护的重要难题。

传统的污水处理方法大多采用好氧生物处理技术，然而这些方法存在能耗高、处理效率低等问题。

近年来，厌氧氨氧化微生物燃料电池（Anammox MFC）作为一种新型的污水处理技术，因其具有同步脱氮产电的双重功能，受到了广泛关注。

本文旨在研究厌氧氨氧化微生物燃料电池的脱氮产电性能及机理，以期为该技术的实际应用提供理论支持。

二、厌氧氨氧化微生物燃料电池概述厌氧氨氧化微生物燃料电池（Anammox MFC）是一种将厌氧氨氧化过程与微生物燃料电池技术相结合的新型污水处理技术。

该技术利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气，同时利用微生物在阳极上的氧化还原反应产生电流。

Anammox MFC具有能耗低、处理效率高、污泥产量少等优点，是当前污水处理领域的研究热点。

三、脱氮产电性能研究1. 实验材料与方法本研究采用实验室自配的模拟废水，以厌氧氨氧化菌为研究对象，构建Anammox MFC系统。

通过调整系统参数，如电压、电流、pH值等，研究Anammox MFC的脱氮产电性能。

同时，采用扫描电镜、能谱分析等手段对厌氧氨氧化菌的形态及生理特性进行观察和分析。

2. 结果与讨论实验结果表明，Anammox MFC系统在适宜的电压和电流条件下，能够实现较高的脱氮产电性能。

在最佳参数下，Anammox MFC的脱氮效率达到了XX%，同时产生了较为稳定的电流。

扫描电镜观察显示，厌氧氨氧化菌在阳极上形成了致密的生物膜，这有利于提高电子传递效率和脱氮效果。

能谱分析表明，厌氧氨氧化菌在产电过程中发生了明显的电子传递和物质交换。

四、机理研究1. 理论分析Anammox MFC的脱氮产电机理主要涉及厌氧氨氧化过程和微生物燃料电池过程。

在厌氧氨氧化过程中，厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气，同时释放电子。