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本论文将微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)与传统电絮凝技术(electrocoagulation,EC)相耦合,构建了用于处理含油废水的无需额外供电的生物电絮凝体系(MFC-EC)。该体系通过EC去除废水中大部分的油脂、有机物及颗粒污染物等,出水进入MFC继续进行生物降解。同时,MFC降解废水产生的电能被原位用来维持EC的运行。此耦合体系使每项技术发挥各自优势,避免单一方法的局限性,具有重要的学术价值和应用潜力。MFC反应器利用厌氧活性污泥启动,运行稳定后MFC的最大功率密度为613.6±10 mW/m~2。选取产电性能相近的四个MFC反应器串联充当EC的电源,并通过正交实验优化实验条件。结果表明,在极板间距1 cm、极板面积24 cm~2和搅拌速度360 r/min时,EC对含油废水的处理效果最佳。以EC出水为底物的MFC电池组作为EC电源处理含油废水,并与直流电源进行对比。结果表明,以四个EC出水为底物的MFC串联供电时,电池组的电压、电流以及对含油废水的处理效果均与直流电源情况相近,且好于以四个MFC并联供电时的效果,这说明MFC串联提供的电能能够满足EC的电源需求。含油废水经过MFC-EC联用体系的二级处理之后,COD、总油和浊度的总去除率分别为72.0±1.0%、64.5±1.5%和85.5±1.0%。三维荧光光谱和高分辨质谱的结果也证实了MFC-EC联用体系对废水中有机物的去除具有明显效果。实验结束后分析MFC阳极微生物群落的演替情况可知,以醋酸钠为底物的阳极中优势微生物菌属主要有Bellilinea、Thauera以及Aminivibrio;而以含油废水为底物的阳极中除含有Exiguobacterium、Aminivibrio以及Petrimonas等产电菌外,新产生了Acidovorax、Rhizobium和Sphingopyxis等石油降解菌,这说明石油降解菌在以含油废水为底物的MFC阳极上得到富集,并与产电菌协同完成了油类污染物的降解及产电。