O2还原生物阴极电催化反应器电压调控启动及除酚

作者：孙丽萍; 莫颖慧^*; 原婷婷; 姜涛

来源：中国给水排水, 2023, 39(03): 32-39.

DOI：10.19853/j.zgjsps.1000-4602.2023.03.005

• O2还原生物阴极
• 电催化
• 电压调控启动
• 去除苯酚
• 能耗

利用电压调控手段实现O2还原生物阴极和MnOx/Ti多孔阳极的耦合，以构建O2还原生物阴极电催化反应器(BECR)，并用于去除苯酚，探讨了电压对反应器启动、阴极微生物群落结构及去除苯酚的影响。电流密度及阴极电势的变化结果表明，在0.7、1、1.3 V电压下BECR均可成功启动；在0.7和1 V电压下BECR的启动周期约为30 d，比1.3 V电压下的启动周期(约60 d)要短；启动成功后BECR阴极可发生O2还原为H2O的反应。对启动成功的BECR阴极微生物群落结构进行分析，发现变形菌门是阴极的优势菌门。当启动电压为0.7 V时，假单胞菌属及短波单胞菌属是实现O2还原反应的主要菌属；当启动电压为1 V时，寡养单胞菌属是实现O2还原反应的主要菌属。相较于1 V电压，在0.7 V电压下启动的BECR阴极具有更高的O2还原菌属丰度。当苯酚进水浓度为2mmol/L时，在0.7和1 V电压下启动的BECR的TOC去除率分别为(49.99±0.36)%和(42.10±0.28)%，能耗分别为1.67和9.55 kW·h/kgTOC，前者具有更高的TOC去除率和更低的能耗。

• 单位
  环境科学与工程学院; 天津工业大学