初始pH调控对MEC脱硫性能的影响及其微生物作用机制

采用微生物电解池(MEC)工艺，在阳极电活性微生物的协同作用下实现硫化物的脱除，是沼气脱硫新工艺和研究热点。针对长期运行的脱硫MEC工艺，由于非特异性阳离子竞争使阳极产生的质子向阴极转移受阻，造成MEC脱硫效率低、稳定运行难，本研究采用不同初始pH调控脱硫MEC的质子平衡，通过脱硫性能、电化学性能和微生物动力学解析，阐明pH调控对MEC脱硫性能的影响和微生物作用机制。结果表明，初始pH在7～9时均可形成稳定且具有高效脱硫功能的阳极生物膜，最大电流密度相近，脱硫效率均达95%以上，COD去除率80%以上。与初始pH为8、9相比，初始pH为7时，脱硫过程pH波动最小，MEC运行稳定，S^2-去除最高达100%；阳极生物膜的氧化还原峰最显著，质子与电子转移速率加快；优势微生物Thiomonas与Desulfovibrio丰度更高，主要参与硫化物的氧化脱除。可见，通过脱硫MEC阳极室初始pH的调控，可有效提高MEC脱硫工艺性能和运行稳定性，为沼气微生物电化学脱硫的应用提供技术支撑。