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随着工业化发展,含硫含氮有机废水大量产生。因此利用化学物理法同时对废水脱硫除氮的研究越来越多,但其成本高昂。微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）因其能耗少、环保、操作方便而受到广泛关注,可在微生物的作用下同步实现脱硫除氮与产电。但是,MFC的污染物降解和产电过程中容易受到操作参数和微生物群落的影响,仍需进一步研究。构建双室微生物燃料电池,阳极溶液为硫化物模拟废水,阴极溶液为硝酸盐模拟废水,在阴阳极各自接种污泥菌群,成功构造了脱硫除氮MFC。研究不同硫氮比（5:2、5:5、5:8）、pH（5、7、9）、开闭路对阴阳极菌群MFC脱氮脱硫产电性能的影响,并进一步研讨在污染物降解和产电过程中微生物群落结构的环境响应。具体内容如下:（1）采用连续培养的方式,先对阳极微生物进行驯化,后对阴极微生物进行驯化,并在运行结束后以空白碳刷为参比,用SEM观察阴阳极碳刷表面形态,探究利用MFC进行脱硫除氮的可行性。实验结果表明:本MFC阳极最适宜去除的硫化物质量浓度为100.00 mg/L,此时硫化物转化率为97.08%,COD的去除率为82.16%,MFC阳极在去除硫化物的同时,还具有较高有机物去除效能;最大的电压可以稳定达到700.00 m V左右,最大的功率密度为2.92 W/m3;阴极换液运行几个周期后,NO3--N质量浓度从40.00 mg/L降为6.07 mg/L,运行周期为72 h,转化率为84.83%。观察SEM发现阳极碳刷上存在硫颗粒的沉积,阴极微生物附着在碳刷表面,通过本身及其分泌物相互连接组成群落。（2）研究了不同硫氮比、pH、开闭路对MFC同步除硫脱氮工艺的运行性能的影响。讨论了运行参数对污染物降解和产电过程中的影响,实验结果表明:硫氮比对阳极室S2-的去除的影响不大,转化率在94%以上,S2-转化为SO42--S的转化率为73.34%。硫氮比对MFC阴极室硝酸盐去除率和总氮降解率影响较大。当硫氮比为5:5时,系统中脱氮性能最佳,阴极室的硝酸盐出口液质量浓度从100.00 mg/L降至8.68 mg/L,转化率为91.32%,运行周期为90 h,平均转化速率为24.35 mg/（L·d）;TN的去除率同样最高,为61.20%;控制进水硫氮比为5:5时,电流密度和功率密度均达到最大值,分别为16875.00 m A/m3、1560.56 m W/m3;根据极化曲线斜率拟合得硫氮比为5:5时反应器内阻最小,电压输出平均值最高,代表着实际产电性能最好。pH为5、7、9时,硫化物的转化率分别为84.17%、98.63%、74.10%,COD的去除率分别为69.93%、83.54%、52.79%,NO3--N平均转化率分别为0.47、1.06、0.68 mg/（L·h）。pH值过小或过大会影响微生物的生长和代谢,当pH为7时,MFC除硫脱氮性能最佳。闭路中硝酸盐的去除率是开路中的2.07倍,闭路中硫化物的去除率是开路中的1.73倍,MFC产生的微电压对阴极和阳极微生物具有刺激作用,并增强了对硝酸盐和硫化物的去除作用。（3）研究了不同硫氮比、pH、开闭路对MFC同步除硫脱氮微生物群落的影响。分析了污染物降解和产电过程中微生物群落结构的响应,对MFC应用范围扩展,具有指导作用。研究结果表明:硫氮比影响优势菌属的菌群丰度,MFC中阳极与降解硫化物有关的优势菌属为Chlorobaculum、Desulfobacterium和Longilinea等,由多种产电菌群和硫氧化菌群共同组成;阴极菌群丰度随着硫氮比的不断增大发生变化,优势菌属由Acidovorax（相对丰度4.27%）转变为Azonexus（相对丰度5.18%）最后变成Longilinea（相对丰度6.03%）;pH会对阳阴极微生物代谢活动综合作用产生影响,随着pH的升高,阳极的优势菌属如Desulfobacterium、Longilinea和阴极优势菌属Azospira、Nitrosopira、Thermomonas等丰度先上升后下降,MFC阴阳极液中性条件下更适合细菌生长,有利于硫化物和硝酸盐的去除,提高了电池的产电性能;Geobacter（地杆菌）、Longilinea（长绳菌属）和Azospira（固氮螺菌属）在闭路MFC生物膜中含量较高,说明闭路条件下有利于MFC产电微生物富集。