微生物电化学系统处理含氮废水研究进展 被引量：3

1

作者 严群 刘浩 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期449-454,共6页

作为全球性的水体污染物,近年来氮素的去除受到越来越多的重视。传统的脱氮工艺通常有不同程度的脱氮费用较高、容易产生二次污染、需要后续处理工艺等缺点。近年来,基于微生物电化学系统(BES)的脱氮过程因具有能耗低,剩余污泥产生量少... 作为全球性的水体污染物,近年来氮素的去除受到越来越多的重视。传统的脱氮工艺通常有不同程度的脱氮费用较高、容易产生二次污染、需要后续处理工艺等缺点。近年来,基于微生物电化学系统(BES)的脱氮过程因具有能耗低,剩余污泥产生量少,以及可同时脱氮脱盐等多种优势,正越来越被各界关注。作者从BES反应器结构、电极材料选型以及不同操作条件(pH、DO、碳源类型和C/N)等三个方面进行阐述,并提出这一领域未来可能的研究方向。 展开更多

关键词 微生物电化学系统 废水 脱氮 影响因素

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连续搅拌微生物电化学系统处理高浓度模拟废水的效能 被引量：1

2

作者 王海曼 曲有鹏 +1 位作者 何伟华 冯玉杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期42-48,共7页

微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:... 微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:以连续流方式运行,在水力停留时间为12 h,进水COD浓度为6 000 mg·L^(-1)时,系统内4个电池的最大功率密度分别达(583±9),(562±7),(533±10)和(572±6)mW·m^(-2),COD去除率为(87.1±1.1)%,甲烷产率为(1.48±0.15)L·L^(-1)·d^(-1).与对照的连续搅拌釜式反应器相比,其COD去除率及甲烷产率分别提高了61.6%及244.2%.焦磷酸测序结果表明,CSMER底端的全混流搅拌区(CMZ)以Clostridium(10.0%)、Acidaminococcus(11.7%)及Lactococcus(10.8%)等水解发酵菌群为优势细菌菌属;顶端的微生物电化学区(MEZ)以产电菌Geobacter(14.5%)占优势.CSMER中相对复杂的细菌群落结构使其同时含有丰度较高的嗜乙酸产甲烷菌科(52.2%)和嗜氢产甲烷菌科(47.1%),而底端CMZ的厌氧消化过程与顶端MEZ的产电过程之间的协同作用是实现该系统性能优于对照反应器的主要原因. 展开更多

关键词 连续搅拌微生物电化学系统 连续搅拌釜式反应器 电能输出 COD去除率 焦磷酸测序

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耦合发酵产氢尾液处理的微生物电化学系统研究 被引量：3

3

作者 卢建宏 李卓 +5 位作者 孙驰贺 付乾 李俊 张亮 廖强 朱恂 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4157-4163,共7页

区别于传统的稀释或加缓冲剂调节pH值的方法,本文提出采用微生物电解池(MEC)电调控暗发酵尾液pH值,并进一步采用微生物电合成系统(MES)降解废液产甲烷.结果表明,在MEC处理产氢暗发酵尾液过程中,伴随着阴极侧氢气的产生,暗发酵尾液中大... 区别于传统的稀释或加缓冲剂调节pH值的方法,本文提出采用微生物电解池(MEC)电调控暗发酵尾液pH值,并进一步采用微生物电合成系统(MES)降解废液产甲烷.结果表明,在MEC处理产氢暗发酵尾液过程中,伴随着阴极侧氢气的产生,暗发酵尾液中大量H+被消耗,溶液pH值从4.5升高到8.7;随后在MES中,产氢发酵尾液中有机物被进一步降解产生甲烷,其平均产甲烷速率达到4.5mmol/(L·d),且在21d内化学需氧量(COD)去除率达到89%,远优于没有经过pH调控的产氢发酵尾液MES中的产甲烷性能. 展开更多

关键词 微生物电化学系统 暗发酵尾液 pH调控 有机物降解 甲烷

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土壤微生物电化学系统降解四环素的机理 被引量：4

4

作者 赵晓东 李晓晶 +4 位作者 赵鹏宇 宋敏丽 燕平梅 任天志 李永涛 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期778-786,共9页

以四环素为研究对象,构建土壤微生物电化学系统(SMES),避光恒温培养58d后进行采样分析,研究了四环素降解、土壤理化性质、酶活性和三域微生物之间的内在联系,以揭示四环素在SMES中的生物降解机理.结果表明,采用SMES处理后,四环素降解率... 以四环素为研究对象,构建土壤微生物电化学系统(SMES),避光恒温培养58d后进行采样分析,研究了四环素降解、土壤理化性质、酶活性和三域微生物之间的内在联系,以揭示四环素在SMES中的生物降解机理.结果表明,采用SMES处理后,四环素降解率从52%显著提升至70%.与对照处理相比,脱氢酶活性在SMES中显著提升了144%,且与四环素降解率显著正相关.相比之下,在SMES中多酚氧化酶、过氧化氢酶和漆酶对四环素的降解效果微弱.pH值是影响土壤微生物群落的重要理化因子,且与四环素降解呈负相关关系.Network关联分析显示,真菌在四环素降解中起到关键作用,Geoalkalibacter、Microascus、Wardomyces和Scopulariopsis是四环素的潜在降解菌,其中Microascus和Scopulariopsis是脱氢酶的潜在分泌菌. 展开更多

关键词 土壤微生物电化学系统 四环素 降解微生物 脱氢酶

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微生物电化学系统在水处理中的研究进展 被引量：7

5

作者 李博文 赵霞 +2 位作者 谢华 张娇娇 王昊 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期1278-1283,共6页

系统阐述了微生物电化学系统的原理和分类,综述了微生物电化学系统在水处理中的应用现状。分别介绍了微生物燃料电池与微生物电解电池的概念、结构类型及研究进展,并提出未来微生物电化学系统大致研究方向。

关键词 微生物电化学系统 微生物燃料电池 微生物电解电池 水处理

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水铁矿富集功能微生物强化土壤微生物电化学降解石油烃

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作者 于鑫 杨思德 +4 位作者 陈永刚 杨玥玮 孙嘉璐 张云 李晓晶 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第4期990-1002,共13页

为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、36... 为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、368天考察石油烃降解和土壤微生物群落的变化。结果表明:水铁矿在无电极、开路和闭路处理中的转化依次增加,从而伴随着更高的石油烃降解(较对照提升22%)。水铁矿添加后,土壤微生物群落多样性增强,受确定性过程影响增大。此外,群落共生网络关系得到加强,进而强化了种间的协助互作。虽然长时间的运行使得系统优势门(Desulfobacterota、Firmicutes、Proteobacteria)丰度降低50%,优势属(SBR1031、SEEP-SRB1、KCM-B-112)丰度降低16%,但水铁矿能够选择富集功能微生物,包括铁还原菌(Geoalkalibacter、Limnobacter)、石油烃降解菌(Desulfosarcinaceae、Salinimicrobium、Immundisolibacter)、产电菌(Geoalkalibacter、Mycobacterium),其丰度最高提升至对照的4.7倍,以支撑土壤MES的强化石油烃降解和产电功能,这在功能预测中也得以证实。总之,水铁矿能够通过刺激土壤中的功能微生物的定殖并加强其联系来加强微生物电化学系统降解石油烃等有机污染物的功能。 展开更多

关键词 石油烃污染 土壤微生物电化学系统 水铁矿 功能微生物

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甲烷化抑制剂在微生物电化学合成乙酸系统中的生物抑制效应 被引量：3

7

作者 戚玉娇 BRIDIER Arnaud +3 位作者 DESMOND LE QUEMENERElie 吕凡 何品晶 BOUCHEZ Théodore 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期2033-2040,共8页

研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化。结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO_2还原的主导产物,最... 研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化。结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO_2还原的主导产物,最大生成速率达0.95 mmol·L^(-1)·d^(-1),8 d反应时间甲烷中电子回收率达55.0%,16S r RNA测序结果显示固态阴极的主要菌群为Methanobacteriaceae。BES的添加基本抑制了产甲烷菌的活动,使得乙酸成为主导产物,其合成速率最高达2.22 mmol·L^(-1)·d^(-1),系统总电子回收率达67.3%。Rhodocyclaceae(15.1%),Clostridiaceae(11.9%)、Comamonadaceae(11.1%)和Sphingobacteriales(11.0%)为主要菌群。研究结果表明了微生物电化学合成系统中抑制甲烷生成对调控微生态结构,从而调控电化学终产物的重要性。 展开更多

关键词 微生物电化学合成系统 二氧化碳还原 乙酸合成 2-溴乙烷磺酸钠(BES) 甲烷化抑制剂 控制 选择性 生物过程

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微生物电极界面过程与计量学研究现状

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作者 刘俊希 岳学海 +3 位作者 谭浩 刘冰洁 刘鸿 殷逢俊 《环境化学》 北大核心 2025年第6期2054-2067,共14页

微生物电极是一个从胞内代谢到电极表面的复杂过程,其本质是电活性微生物与电极之间的物质、能量和电子传输,目前针对这三者关系的研究较匮乏,没有揭示微生物、基质、电量之间转化的计量学关系,厘清微生物电极过程计量学关系对微生物电... 微生物电极是一个从胞内代谢到电极表面的复杂过程,其本质是电活性微生物与电极之间的物质、能量和电子传输,目前针对这三者关系的研究较匮乏,没有揭示微生物、基质、电量之间转化的计量学关系,厘清微生物电极过程计量学关系对微生物电化学的理论研究和技术应用有重要意义.本文综述了胞内代谢、跨膜运输、胞外电子传递和溶液界面传质等微生物电极界面过程的研究现状,介绍了微生物电极界面过程的表征与分析方法,分析了微生物电极计量学基本概念与关系,论述了库伦效率在计量学关系研究中的价值及面临的问题,最后展望了微生物电极计量学关系的应用价值及未来研究方向. 展开更多

关键词 微生物电化学系统 电活性微生物 界面过程 电子 质子 计量学.

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微生物电化学技术去除水体中抗生素的研究进展 被引量：3

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作者 周乐安 蒋倩 +3 位作者 孙士权 张伟 高阳 王鑫 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第6期113-123,共11页

抗生素在各个行业中的广泛使用及其难降解性导致其富集进入水体而危害人类健康,越来越多的研究聚焦于水体中抗生素的去除。微生物电化学系统(BES)结合有机质生物降解和电信号刺激有效加速了废水中各类抗生素的去除。在现有文献的基础上... 抗生素在各个行业中的广泛使用及其难降解性导致其富集进入水体而危害人类健康,越来越多的研究聚焦于水体中抗生素的去除。微生物电化学系统(BES)结合有机质生物降解和电信号刺激有效加速了废水中各类抗生素的去除。在现有文献的基础上,综述了BES对于各类抗生素去除的性能,阐述了BES系统在降解抗生素时,电极表面的电活性微生物组成、抗生素的微生物电化学代谢途径,总结了抗生素在BES系统中去除的影响因素,分析了各类传统废水处理技术与BES耦合技术对于抗生素的去除效率,并对BES在抗生素去除中的优缺点进行了总结。 展开更多

关键词 抗生素 微生物电化学系统 电活性微生物 废水处理 资源回收

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微生物电化学技术在石油烃污染土壤修复中的应用研究进展 被引量：7

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作者 李瑞祥 李田 +1 位作者 张晓林 周启星 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3042-3054,共13页

石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地.碳中和背景下,微生物电化学技术为土壤中石油有机污染物去除提供了新型碳减排修复策略.简要介绍了微生物电化学系统的运行原理和分类,并针对该技术低成本、绿色低碳、能量转化效率高以... 石油开采和运输过程中会产生大面积的石油污染场地.碳中和背景下,微生物电化学技术为土壤中石油有机污染物去除提供了新型碳减排修复策略.简要介绍了微生物电化学系统的运行原理和分类,并针对该技术低成本、绿色低碳、能量转化效率高以及可控性强等优势具体分析了其在石油烃污染土壤修复领域应用的可行性.详细概述了微生物电化学系统修复性能的影响因素及增加系统电子受体、提高传质能力以及提高电子传递能力等强化途径,并对现阶段微生物电化学修复技术存在的问题和发展中的局限性进行总结,指出未来的发展方向,以期指导该技术在污染土壤中的实际应用. 展开更多

关键词 碳中和 石油烃污染土壤 微生物电化学系统 土壤修复

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磁铁矿作用下DvH阴极生物膜的响应及转录组分析

11

作者 滕敏 朱曦 +3 位作者 曾翠平 胡佳萍 刘广立 骆海萍 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期6088-6095,共8页

本研究通过构建Desulfovibrio vulgaris Hildenborough(DvH)生物阴极,探究磁铁矿纳米颗粒(MNPs)作用下其生物膜的响应机制.结果发现,相较于无MNPs添加组,MNPs介导下的DvH生物阴极的SO_(4)^(2-)-S~(2-)转化率由6.8%提升至37.9%,周期电荷... 本研究通过构建Desulfovibrio vulgaris Hildenborough(DvH)生物阴极,探究磁铁矿纳米颗粒(MNPs)作用下其生物膜的响应机制.结果发现,相较于无MNPs添加组,MNPs介导下的DvH生物阴极的SO_(4)^(2-)-S~(2-)转化率由6.8%提升至37.9%,周期电荷量提升了11.5%.线性伏安扫描结果显示,在0~-0.81V电势范围内,MNPs添加组阴极电流均高于对照组,说明MNPs可以增强阴极生物膜电催化活性.DvH阴极生物膜的比较转录组结果表明,MNPs可通过促进与[FeFe]氢化酶、Hmc和ATP合成酶相关的基因的表达,促进DvH对氢气的利用和代谢;通过促进编码ATP硫酰化酶和腺苷酸硫酸还原酶这两种硫代谢关键酶的基因表达上调,提高SO_(4)^(2-)-S^(2)转化率;通过促进Flp/Tad菌毛组装和PEP-CTERM蛋白相关基因的表达上调,强化DvH在阴极的附着和成膜.研究结果可为微生物阴极电化学系统的高效构建提供新的理论依据. 展开更多

关键词 微生物电化学系统 硫酸盐还原菌 生物阴极 纳米磁铁矿 转录组学

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生物阴极BES降解对硝基苯酚影响因素研究 被引量：2

12

作者 王欣宇 赵鑫 +2 位作者 梅晓雪 邢德峰 任南琪 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期27-31,共5页

为研究生物阴极微生物电化学系统(biocathode bioelectrochemical system,Bioc-BES)对硝基芳香烃降解在实际生产中的应用,分析了外加电压、磷酸盐缓冲溶液浓度(PBS)、外电阻对对硝基苯酚(PNP)降解的影响.结果表明,在外电阻为10Ω时,随... 为研究生物阴极微生物电化学系统(biocathode bioelectrochemical system,Bioc-BES)对硝基芳香烃降解在实际生产中的应用,分析了外加电压、磷酸盐缓冲溶液浓度(PBS)、外电阻对对硝基苯酚(PNP)降解的影响.结果表明,在外电阻为10Ω时,随着外加电压由0. 2 V增加到0. 6 V,PNP去除速率常数由(0. 024±0. 005) h^(-1)增加到(0. 098±0. 001) h^(-1),0. 5 V是PNP去除最佳外加电压.当磷酸盐缓冲溶液浓度由10 mmol/L增加到200 mmol/L,PNP去除速率常数由(0. 039±0. 004) h^(-1)增加到(0. 071±0. 011) h^(-1),50 mmol/L磷酸盐缓冲液浓度为最适PNP去除浓度.外电阻由1Ω增加到100Ω对PNP的去除没有显著影响.表明生物阴极BES降解PNP具有良好的环境适应力,生物阴极BES为PNP生物降解提供了新的途径. 展开更多

关键词 生物阴极微生物电化学系统 对硝基苯酚去除 外加电压 缓冲液浓度 外电阻

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高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展 被引量：111

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作者 孙怡 于利亮 +2 位作者 黄浩斌 羊家威 成少安 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1743-1756,共14页

工业生产活动产生的难降解有机废水需要有效处理,否则对生态环境和人类健康造成极大危害。高级氧化技术具有处理速率快、降解效率高、适用范围广等优点,是处理难降解有机废水最具应用前景的方法之一。但目前高级氧化技术仍存在高耗能、... 工业生产活动产生的难降解有机废水需要有效处理,否则对生态环境和人类健康造成极大危害。高级氧化技术具有处理速率快、降解效率高、适用范围广等优点,是处理难降解有机废水最具应用前景的方法之一。但目前高级氧化技术仍存在高耗能、高成本等缺点,为了降低处理成本,近年来,以高级氧化技术为主结合生物处理方法的耦合/复合处理技术得到广泛研究。在综述高级氧化法处理难降解有机废水最新技术如等离子体高级氧化法、太阳光催化氧化和Bio-electro-Fenton氧化法等的基础上,重点介绍了高级氧化法复合处理技术和高级氧化法与生物法耦合处理技术,并结合高级氧化技术实用化发展方向,总结了复合/耦合高级氧化技术扩大化处理实例。本文还对高级氧化技术的研究方向和实用化的前景进行了展望。 展开更多

关键词 高级氧化技术 有机 废水 降解 等离子体 太阳能 微生物电化学系统 生物耦合

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MES-AnMBR耦合工艺处理模拟偶氮染料废水及膜污染特性研究

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作者 郧若麟 曲立威 +2 位作者 羌金凤 张翀 李先宁 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期606-612,共7页

采用微生物电化学系统(MES)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合工艺处理模拟偶氮染料废水,考察了该工艺的产电情况、对偶氮染料刚果红(CR)的脱色率和膜污染特性。结果表明,外阻为50Ω时,反应器阳极的电化学活性最高,平均输出电流、最大功率... 采用微生物电化学系统(MES)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合工艺处理模拟偶氮染料废水,考察了该工艺的产电情况、对偶氮染料刚果红(CR)的脱色率和膜污染特性。结果表明,外阻为50Ω时,反应器阳极的电化学活性最高,平均输出电流、最大功率密度和电流密度分别为(0.43±0.03)mA、78.98 mW/m^(2)和644.63 mA/m^(2);50Ω、400Ω和1000Ω3组反应器的平均COD去除率在81.44%~85.20%,平均脱色率分别为(89.50±3.14)%、(85.00±3.15)%和(82.00±2.87)%;与对照组相比,50Ω、400Ω和1000Ω3组反应器将膜堵塞的时间从16 d分别延长至39 d、35 d和24 d。反应器产生的电流能够促进泥饼层中溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物中蛋白质和多糖的降解,随着输出电流的增加,SMP和松散型胞外聚合物含量逐渐降低。 展开更多

关键词 厌氧膜生物反应器 微生物电化学系统 偶氮染料废水 膜污染

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