微生物燃料电池用于低品位锰矿浸提的研究

林梅; 卢国贤; 农富钧; 卢波; 廖思明; 黄俊; 高晓梅; 覃秋容; 梁士颉; 肖宁; 彭立新; 《广西科学 》 2022

摘要：【目的】为提高低品位锰矿的利用，实现有机废水对锰矿物粉的浸提。【方法】通过对微生物燃料电池（MFC）的改造，在阴极反应池中增加电解质室及矿物质室，构建了用于锰矿浸提的MFC反应器，实现了有机废水与锰矿物粉的还原氧化反应的分离。【结果】实验显示，以乙酸钠为碳源，以低品位锰矿粉为阴极的MFC输出电压最高可达0.81 V，是以K₃[Fe（CN）₆]为阴极液（0.631 V）的1.23倍。在相同的条件下，矿物浸提MFC对COD的去除率可达91%，高于对照组的88.7%，而降解时间为3天，显著少于对照组的5.2天。在降解COD能力的提升上，可实现对低品位锰矿粉中MnO₂的还原，其锰含量由原矿粉23%含量，降至0.98%含量，浸提率可达95.7%。进一步通过高通量测序对阳极端菌群结构进行分析，其主要为Geobacter属，相对于对照组的85%，矿物浸提MFC中该属比例占到95%。【结论】结果表明，矿物浸提MFC可有效的将有机降解与矿物浸提耦合，避免两者间直接混合反应带来的二次废水污染及浸提产物硫酸锰的净化问题，在提高MFC的产电效率处理废水同时实现对低品位锰矿的浸提。

关键词： 微生物燃料电池 矿物浸提 低品位锰矿 产电微生物 生物浸提