中国环境科学

作者：徐湛禹, 刘俊杰, 张剑波, 朱祺琪, 武威, 潘玲阳, 李定心, 李刚, 王振

单位：1. 安徽农业大学资源与环境学院, 安徽 合肥 230036;2. 安徽新华学院城市建设学院, 安徽 合肥 230088;3. 中国科学院城市环境研究所, 城市环境与健康重点实验室, 福建 厦门 361021

关键词：生物阳极氨氧化,微生物燃料电池(MFC),碳氮比(C/N),电活性生物膜,脱氮

基金：国家自然科学基金项目(52370160);安徽省自然科学基金资助项目(2008085ME162);安徽省高等学校科学研究资助项目(2022AH040121,2023AH051812);安徽新华学院校级科研团队资助项目(kytd202202)

为考察生物阳极氨氧化工艺的稳定性,探究了污水碳氮比(C/N)对生物阳极氨氧化微生物燃料电池(MFC)运行性能及其微生物特性的影响.结果表明,进水C/N会影响电活性生物膜中的微生物群落结构,进而会造成生物阳极氨氧化系统脱氮产电效能的波动.随着阳极室进水C/N由0.0增至3.0,MFC中反硝化菌群丰度增加,使得反硝化作用与生物阳极氨氧化过程耦合,提高了系统的TN去除效率,此时Geobacter与2种功能菌属(即Nitrosomonas和Candidatus Brocadia)的协同作用亦强化了系统的脱氮产电性能.当进水C/N>3.0后,Geobacter优先利用有机碳源作为阳极底物且在MFC中过量增殖,其代谢途径的改变致使系统中氮转化过程(包括反硝化作用和生物阳极氨氧化反应等)受到抑制,最终导致装置脱氮效能恶化.当进水C/N为3.0时,MFC运行性能较理想,其COD、TN和NH4+-N去除率分别可达(93.09±0.86)%、(94.89±0.38)%和(95.24±0.27)%,输出功率密度峰值为85.16mW/m3,电活性生物膜中的优势菌属包括Nitrosomonas、Candidatus Brocadia、Empedobacter、Geobacter、Thauera、Pseudomonas、Zoogloea和Dechloromonas.

来源：2026年第1期

《中国环境科学》期刊编辑部

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