阳极COD对榨菜生产废水MDC产电、脱盐的影响及氨氮去除的微生物群落分析

构建了3室榨菜生产废水微生物脱盐燃料电池系统(microbial desalination cell，MDC)，探讨了其阳极COD对榨菜废水MDC产电、脱盐的影响；通过微生物群落分析，探查了脱盐室 ${{\rm{NH}}_4^ + }$ -N的去除途径。结果表明：在产电性能方面，MDC阳极COD为900 mg·L ？1时较400 mg·L ？1与1 400 mg·L ？1时更优，在1 000 Ω的外电阻负载下，其输出电压、最大功率密度、库仑效率分别为550 mV、2.91 W·m ？3、(15.7±0.5)%；在脱盐方面，阳极COD为400 mg·L ？1时，较其他2种情况更优，MDC的脱盐时间、脱盐速率、电子利用效率分别为910.5 h、5.15 mg·h ？1、111%。阳极COD不同的MDC脱盐室，其 ${{\rm{NH}}_4^ + }$ -N的去除途径基本相同。脱盐室部分 ${{\rm{NH}}_4^ + }$ -N转化为 ${{\rm{NO}}_3^ - }$ -N后，通过自身的反硝化或以NO 3形式迁移至阳极得以去除，剩余的大部分 ${{\rm{NH}}_4^ +} $ -N以 ${{\rm{NH}}_4^ + }$ 形式迁移至阴极，在碱性环境下转化为NH 3并排出。高通量测序分析结果表明，水解发酵菌属(总丰度为33.21%)为MDC阳极的核心微生物群落。阳极生物膜中的电化学活性菌(总丰度为11.78%)可实现电池的产电功能，反硝化菌属(总丰度为14.61%)的存在证明，脱盐室盐室 ${{\rm{NO}}_3^ - }$ -N迁移至阳极室后进行了反硝化并得以去除。在脱盐室水体中检测到了氨氧化菌属(总丰度为6.93%)及反硝化菌属(总丰度为15.82%)，这也是脱盐室中 ${{\rm{NO}}_3^ - }$ -N快速产生和随后浓度陡降的原因