生物电解池氨氧化脱氮产能

作     者：李建 占国强 王娟 高平 李大平 LI Jian;ZHAN Guoqiang;WANG Juan;GAO Ping;LI Daping

作者机构：四川大学生命科学学院成都610041 中国科学院成都生物研究所成都610064 

出 版 物：《应用与环境生物学报》 (Chinese Journal of Applied and Environmental Biology)

年 卷 期：2014年第20卷第6期

页      面：1058-1062页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 0808[工学-电气工程] 1001[医学-基础医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31270166)资助~~ 

主　　题：生物电解池 氨氧化 脱氮 氢气 甲烷 

摘      要：以不锈钢筒作为阴极、碳毡作为阳极,阴阳极间利用无纺布作为隔膜构建单室生物电解池,以氨作为唯一电子供体,接入混合菌群,通过恒定不同的阳极电势,考察不同初始浓度氨氮在生物电解池内的氧化与产物的生成情况.结果表明,恒定阳极电势0.2 V(vs Ag/Ag Cl)时,经过5 d的运行,初始氨氮浓度200 mg/L、400 mg/L的氨氮去除率分别为30%、35%,氮气分别积累16.1 m L、17.18 m L,甲烷分别积累1.18 m L、1.46 m L;恒定阳极电势0.6 V(vs Ag/Ag Cl)时,初始氨氮浓度200 mg/L、400 mg/L,氨氮去除率分别为32.4%、36.6%,分别积累氮气16.48 m L、17.42 m L,积累甲烷1.3m L、1.52 m L,未检测到硝态氮和亚硝态氮.循环伏安扫描分析发现,阳极具有明显的氧化还原峰,且不同的阳极恒定电势,导致其氧化还原峰出现偏移.通过电镜扫描,发现阳极微生物细胞表面具有明显的褶皱形状,高通量分析显示阳极微生物中Geobacter占24.11%,是优势菌群,在阳极氨氧化过程中起到关键作用.同时发现系统中还存在氢营养型产甲烷菌Synergistes(3.8%)以及梭菌Clo stridium(3.8%)和Gordonia(1.85%)等功能微生物.本文研究表明,在生物电解池内,微生物能够以氨氮作为电子供体,通过氨氧化脱氮,并产生氢气和甲烷.