《表1 生物阴极型MES在不同电压下的硫酸盐还原性能比较1)》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《不同外电压下自养型生物阴极还原硫酸盐的性能及生物膜群落响应》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

1) 采用单因素方差分析，表中的值为平均值±标准偏差，n=3；不同小写字母表示差异显著（P<0.05），下同

MES阴极液中SO42-与S2-浓度随时间的变化如图3所示.各外加电压下，SO42-浓度均随着MES的运行逐渐降低，伴随着S2-浓度的逐渐升高，而在非生物阴极条件下阴极室并无硫酸盐去除与硫化物产生[4，15]，表明生物还原是SO42-去除的主要途径.经计算，0.4~0.8 V电压范围内，SO42-的平均还原速率分别为7.9、31.5、48.8、78.9和68.0g·（m3·d）-1（表1）.经单因素方差分析中Dunnet T3检验多重比较发现，在0.05的显著性水平下，随着外电压的升高（0.4~0.7 V），硫酸盐还原速率显著升高，而当外电压进一步升高时，硫酸盐还原速率并无显著变化，且0.7 V电压下的硫酸盐还原速率略高于0.8 V.与此同时，出水中S2-浓度分别增加到（4.1±0.4）、（13.2±0.7）、（17.9±0.9）、（31.9±2.2）和（25.1±1.4）mg·L-1.这些结果表明，外电压为0.7 V时MES可以获得最大的硫酸盐还原去除，该还原速率与Hu等[15]报道的0.8V电压下的硫酸盐还原速率相似[68.7g·（m3·d）-1].根据SO42-的还原量计算得到，0.4、0.5、0.6、0.7和0.8 V电压下的电子回收率分别为27.6%±3.2%、34.2%±1.1%、35.7%±1.5%、41.8%±2.6%和31.9%±3.5%.经单因素方差分析中LSD检验多重比较发现，0.5 V和0.6 V电压下的电子回收率显著高于0.4 V，与0.8 V电压下的电子回收率并无显著差异，且0.7 V电压下的电子回收率显著高于0.8V（P<0.05），表明0.5~0.7 V电压范围内的阴极电子能更有效地被SRB获取用于还原硫酸盐.收集阴极室的气体进行分析，仅在0.8 V电压下监测到少量H2，这与Luo等[3]在不同阴极电势条件下MES阴极室观测到的H2变化趋势一致，由此推测0.8 V电压下H2的快速产生和逸出使得阴极电子未能被SRB高效利用，从而造成相对低的硫酸盐还原率和电子回收率[10].根据化学方程式（4）计算SO42--S2-转换效率（%），即阴极室出水实际含有的S2-与理论上产生的S2-之比，获得MES阴极的SO42--S2-转化率分别为78.6%（0.4V）、62.8%（0.5 V）、55.2%（0.6 V）、60.6%（0.7 V）和55.6%（0.8 V），各电压下SO42--S2-转化率并无显著差异（P<0.05）.从化学方程式（5）可以看出，可能是因为阴极还原产物在溶液pH中性条件下会有部分以H2S和HS-形式存.