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沉积物微生物燃料电池(SMFC)是集电能输出和原位修复为一体的生物电化学系统。SMFC的产电与污染降解能力与沉积物的性质、电池构造、环境条件相关。SMFC的高效运行既需要充足的碳源和能源,也需要沉积物有良好的导电性能。滨海城市河湖底泥中既含有较多有机物污染物,也含有一定的盐分,利用SMFC技术对城市河湖底泥进行修复的技术,又称为城市河湖底泥微生物燃料电池(RSMFC)。本论文以优化RSMFC的能量输出和有机物降解为主要目标,结合滨海城市河湖沉积物的特性,对RSMFC产电及有机质降解特性进行探索研究。通过6种不同泥样的RSMFC试验研究得到,其产电能力与底泥挥发性有机物含量(VS)紧密相关,当底泥VS含量大于12%时,可以实现自发产电。不能实现自发产电的低VS含量底泥,可以通过外加碳源实现产电。高盐度底泥构建的RSMFC可获得更高的产电功率密度。当底泥中混入厌氧生物污泥时,非产电的厌氧菌对RSMFC系统产电能力会产生抑制作用。与污水MFC不同,RSMFC在外阻为20Ω-1000Ω范围内,系统所受外阻影响较小,电压电流基本不变。在外阻高于2000Ω时,外阻对RSMFC电能输出有明显影响。对不同电极间距RSMFC的产电性能研究,发现电极间距为4 cm时产电功率密度最大,当电极间距增大到至54 cm以上时,产电能力显著下降。通过测试交流阻抗,得出当电极间距加大时,电荷传递是RSMFC产电性能的主要限制性因素。试验还发现,采用浸没式阴极可以提高RSMFC的产电性能,最大功率密度由22.1 mW/m2提高到39.1 mW/m2;在水相中增加铁离子也会明显促进RSMFC的产电能力。RSMFC连续运行90天后,相对于开路对照组,底泥中易氧化有机质(ROOM)去除率由7.75%提高到23.02%,显示出RSMFC有较强的生物修复能力。RSMFC系统中,底泥ROOM降解率与输出的电荷量成正比。当反应器温度由13-14℃提高到21-22℃,RSMFC的输出电流由0.1 mA提高到0.34 mA,最大功率密度由16.16 mW/m2提高到74.70 mW/m2。温度的提高可使RSMFC系统的欧姆内阻大幅度降低。