微生物燃料电池中假单胞菌F026的产电性能研究

基于微生物燃料电池的反应装置,从污水处理厂曝气池的污泥中通过富集,筛选和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析等手段驯化出1株高效产电假单胞菌F026。以F026为阳极产电菌制作微生物燃料电池,考察了底物种类、温度和p H值等因素对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明,F026最适合在以可溶性淀粉为底物,p H为中性偏碱性,温度在30~35℃的环境下生长。在此条件下,微生物燃料电池的最高电压达到500 m V,体积功率密度达到2 W/m3。     

4株高效产电菌的电化学活性及其生物学特征

采用循环伏安法对从湖南省吉首大田湾污水处理厂曝气池活性污泥中富集和筛选的37株产电菌的电化学活性进行考察。结果发现,4株菌株（F012、F015、F021、F026）的电化学活性较为显著,其中F026的电化学活性最好。对4株产电菌的系统发育分析表明,菌株F012属于Dyella属,与Dyella marensis CS5-B2^T系统发育关系最为密切（相似性为97.22%）;菌株F015属于Paludibacterium属,与该属的Paludibacterium yongneupense 5YN8-15^T系统发育关系最为密切（相似性为97.70%）;菌株F021和F026都属于Pseudomonas属,分别与该属的Pseudomonas simiae OLi^T和Pseudomonas otitidis MCC10330^T系统发育关系最为密切（相似性分别为99.60%和98.62%）。生物学特性研究表明,电化学活性最好的产电菌F026的生长温度范围为20~40 ℃,最适宜生长温度为30~35 ℃;生长pH范围为5~9,最适pH生长范围为8~9,适合作为微生物燃料电池的高效产电菌。     

微生物燃料电池中产电微生物的系统发育分析及筛选

对污水处理厂曝气池的产电微生物进行富集并利用纯培养法筛选,采用基于16S rRNA基因序列的系统发育分析方法研究了产电微生物的生物多样性,并基于三电极体系绘制出的循环伏安曲线鉴别出产电性能较强的纯菌株。结果表明,菌株F003、F042和F050与其系统发育关系最密切的有效发表种的典型菌株的16S rRNA基因序列存在较大差异,分别代表新的分类单元。之后又对所获得的38株菌株进行电化学测试活性,得出4株活性较强的菌株,其中菌株F010和F017的电化学活性比菌株F007和F051更为显著。