革新废水处理:渗透微生物燃料电池对顽固PFAS的清除战略

文摘   2024-11-06 09:12   陕西  
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PFAS热点研究早知道


第一作者:Shilong Li


通讯作者:Liang Duan


通讯单位:中国环境科学研究院



中文标题:全氟和多氟烷基物质在渗透微生物燃料电池中的性能影响和去除潜力.

英文标题:Performance impacts and removal potential of per- and poly-fluoroalkyl substances in osmotic microbial fuel cell.

摘要详文

全氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS) 的环境影响及其去除策略受到了相当大的关注。本研究研究了不同 PFAS 浓度对渗透微生物燃料电池 (OsMFC) 废水处理效率、发电和取水性能的影响。结果表明,高浓度的全氟辛酸 (PFOA) 和全氟辛烷磺酸盐 (PFOS) 对 OsMFC 性能没有显著影响。此外,初步验证了 OsMFC 去除 PFAS 的潜力,并简要分析了 PFAS 的命运。虽然 OsMFC 中 PFAS 的去除主要依赖于吸附,但去除率仍可超过 50%,生物降解效率有望提高。OsMFC 对 PFAS 的去除和降解具有一定的潜力。在本研究中,从膜污染、微生物活性和微生物群落变化的角度讨论了 OsMFC 性能变化的机制。

图文摘要


图文速览

图1. 不同浓度PFOA(a)和PFOS(b)下的发电量;不同浓度PFOA(c)和PFOS(d)下的水提取量;不同浓度PFOA(e)和PFOS(f)下的COD去除效率。



图 2. OsMFC 中 PFAS 的分布和命运。


图3. 不同浓度PFOA(a)和PFOS(b)的OsMFC中EPS和SMP的含量。


图4. 门级微生物相对丰度(a);不同浓度PFOA(b)和PFOS(c)存在下属级微生物相对丰度;所有样品属级典型相关分析(CCA)(d)。

主要发现

在这篇研究中,通过结合渗透过程与微生物燃料电池的技术形成了一种新型的渗透微生物燃料电池(OsMFC),用于废水处理、发电及高质量水的回收。OsMFC系统在处理全氟和多氟烷基物质(PFAS)中表现出了较高的去除效率,主要通过吸附作用和生物降解机制,这是微生物燃料电池在PFAS处理领域的一大创新。研究还发现,尽管PFAS浓度较高,OsMFC能够维持稳定的处理效率,并通过调整微生物群落结构和功能来适应PFAS的存在,显示了其对PFAS具有显著的抗性和清除能力。此外,系统内的微生物通过增加胞外聚合物(EPS)的产生来应对PFAS的压力,进一步证明了OsMFC在环境应用中的潜力和可行性。这些发现不仅为PFAS的生物处理提供了新的视角,也为未来废水处理技术的发展开辟了新的可能性。


文章DOI:10.1016/j.seppur.2024.130236
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The End


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