本文采用單池微生物電解池(MEC)反應(yīng)器,以活性污泥為接種物,葡萄糖為底物,研究了不同接種量對MEC陽極膜形成及胞外聚合物的影響。實(shí)驗(yàn)研究顯示:10%、20%、30%和40%接種量下最大電流密度為0.315A·m^-2、5.94 A·m^-2、12.28A·m^-2和0.64A·m^-2。表明,一定范圍內(nèi)增加接種量能提高陽極膜產(chǎn)電能力,接種量過多(達(dá)到40%)陽極膜產(chǎn)電能力反而下降。陽極生物膜電化學(xué)活性和氫氣產(chǎn)率與MEC電流密度變化趨同,一定范圍內(nèi)增加接種量有利于提高陽極生物膜電化學(xué)活性和陽極膜氫氣產(chǎn)率。進(jìn)一步分析陽極膜生物量與胞外聚合物(EPS)成分結(jié)果表明:增加接種量有利于陽極膜生物量提高,大量的陽極附著細(xì)菌可以產(chǎn)生更高的電流密度和EPS含量,陽極膜EPS中蛋白質(zhì)含量明顯高于多糖,且隨著蛋白質(zhì)含量增加,產(chǎn)電密度也增大。

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【部分圖文】：

圖1MEC反應(yīng)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置主要由電解記錄單元、單池發(fā)酵單元和氣體排水收集單元組成。如圖1,MEC反應(yīng)發(fā)酵池為500mL玻璃廣口瓶,密封瓶蓋打孔橡膠塞,再用密封膠密封;電極穿過橡膠塞浸入發(fā)酵液中并用導(dǎo)線與無紙記錄儀(SIN-R7000A,中國)相連;采用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體,通過讀取排出水的體積....

圖2不同接種量下電流密度變化

圖2顯示不同接種量對形成MEC生物陽極膜產(chǎn)電情況。所有MEC的起始階段均無明顯電流產(chǎn)生,但在外加電壓作用下產(chǎn)電菌開始在陽極表面富集,不同發(fā)酵參數(shù)實(shí)驗(yàn)組開始陸續(xù)產(chǎn)生電流。最先產(chǎn)電實(shí)驗(yàn)組為接種量30%,其次是接種量20%組。30%組在約60h最先產(chǎn)生電流,隨后電流密度持續(xù)上升并達(dá)到最....

圖3不同接種量下MEC產(chǎn)氣情況

圖3顯示不同接種量下陽極生物膜培養(yǎng)過程中的產(chǎn)氣情況。所有實(shí)驗(yàn)組均有氫氣與甲烷的產(chǎn)生,但是不同接種量對氣體中的氫氣與甲烷含量影響重大。與培養(yǎng)過程中產(chǎn)電情況較為類似,接種量對MEC氫氣產(chǎn)率從10%的0.023mol/mol-葡萄糖上升到30%的0.0498mol/mol-葡萄糖,....

圖4不同接種量下生成陽極生物膜產(chǎn)氫潛力

在MEC陽極生物膜培養(yǎng)過程中電流值穩(wěn)定后,取出培養(yǎng)好的陽極生物膜,將其轉(zhuǎn)移到相同底物濃度培養(yǎng)基質(zhì)中,但是不加入接種物,運(yùn)行條件統(tǒng)一設(shè)置在0.8V、35℃,其它的外部條件與MEC陽極生物膜培養(yǎng)過程均相同,驗(yàn)證不同接種量下培養(yǎng)的MEC陽極生物膜的產(chǎn)氫性能。圖4顯示出不同接種量下形成....

本文編號：3931098