Cr(Ⅵ)浓度对MFC-颗粒污泥耦合体系运行效能及微生态的影响

Cr(Ⅵ)在水体环境中的污染不容忽视,探讨高效处理含Cr(Ⅵ)废水具有重要意义.本文建立了微生物燃料电池(MFC)-颗粒污泥耦合处理含Cr(Ⅵ)废水体系,考察了Cr(Ⅵ)浓度变化对该体系运行效能及微生态的影响.实验结果表明:当进水Cr(Ⅵ)浓度达到80 mg/L时,该体系对COD的去除率与Cr(M)生物还原率分别达到92.71％和99.70％;循环伏安法(CV)显示其具有明显的还原峰,电化学阻抗谱(EIS)表明随着进水Cr(Ⅵ)浓度的增加,电荷转移内阻逐渐减小;进水Cr(M)浓度增大到100 mg/L时,辅酶F420活性最低为0.026 2±0.000 2 mmol/g,INT-ETS活性明显下降,仅为5.20±0.23 μg/(mg·h);X射线光电子能谱特征峰结合能表明其主要由Cr2O3和Cr(OH)3组成;高通量测序分析表明,该体系中的优势菌群为Chloroflexi和Proteobacteria,进水Cr(Ⅵ)浓度增大至100 mg/L,属水平的优势菌群由以Methanothrix、Methanobacterium等产甲烷菌为主转变为以电活性细菌Geobacter和共养菌属Syntrophobacter为主,其最大相对丰度分别为21.24％、4.28％、5.60％和6.22％,表明增大Cr(M)浓度会改变MFC-颗粒污泥耦合体系中的微生物群落结构,Cr(Ⅵ)可通过微生物菌群之间的联营机制进行还原.