空气阴极单室MFC对含糖废水的处理研究

曹文倩，琚依婷，全秋雨，朱重银，李永峰，程国玲

(东北林业大学林学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

制糖工业在我国国民经济中占有重要地位[1]，随着制糖工业的迅速发展，其生产废水排放负荷不断增加。由于制糖工业废水的COD含量较高，会对水体和生态环境造成严重危害，因此，对制糖工业废水的处理刻不容缓。

微生物燃料电池(MFC)是一种生物电化学装置，通过外来菌分解可降解有机物并将化学能转化为电能[2]。糖蜜废水、生活污水、啤酒废水等均可利用MFC技术进行处理[3-5]。张文莉等[6]研究发现，好氧活性污泥法常被用来处理有机废水，但该方法存在电能需求量大、运行成本高等问题。而MFC技术因具有结构简单、清洁环保、产能稳定等优势受到研究者的关注。如孙彩玉等[7]分别以豆制品和中药废水为阳极基质构建双室MFC，阳极对COD的平均去除率达(85.5±2.8)%，平均电压为(375±9) mV。空气阴极一般由电极基体、氧还原反应催化剂层和空气扩散层组成[8]，暴露于大气中的空气扩散层将氧气引入催化剂层[9]，氧气作为催化剂层中的电子受体参与反应。空气阴极MFC兼具环保、高效等特点，应用前景广阔。

当前关于制糖有机废水处理的研究较少，且多用双室MFC处理。双室MFC具有内阻大等缺点，而空气阴极单室MFC具有功率高、内阻小、设计简单、成本低等优点[10]。鉴于此，作者以铝空气电池为阴极、碳刷为阳极构建空气阴极单室MFC，并与降解菌联合处理含糖废水，探究在不同糖源浓度、初始pH值及NH4Cl浓度条件下MFC系统对含糖废水的COD去除效果和产电性能，优化处理条件，以期为含糖废水处理提供技术支撑。……