应用进展 | 双室MEC ↓单室MEC ↓无隔膜式MEC-厌氧生物反应器 | 水溶性介体-铁矿物-功能菌复合体系↓非水溶性介体/固定化功能介体-厌氧生物复合体系↓介体-厌氧生物反应器 | ZVI-厌氧污泥↓多种类ZVI-厌氧生物反应器 |
处理性能 | 评价指标 | NACs还原转化效果、耗电量、电子供体消耗量 | NACs还原转化效果、介体使用量、介体循环利用率、介体材料的广普适用性 | NACs还原转化效果、ZVI使用量 |
经济性 | 中 | 高 | 低 |
运行问题 | 双室系统中存在离子交换膜使用和维护所引发的成本增加、维护管理和二次污染的问题;单室耦合厌氧生物反应器中存在NACs对微生物的接触毒性抑制 | 部分介体对微生物存在毒性抑制;介体流失引发二次污染 | 长期运行时ZVI反应速率逐渐降低;ZVI表面易钝化失活;ZVI对微生物存在一定毒性抑制 |
性能优化 | 优化耦合结构形式(改善电极的排布方式);改性修饰电极材料 | 优化耦合结构形式(直接投加、设置一定填充区);改性修饰介体材料 | 优化耦合结构形式(直接投加、设置一定填充区);选择合适种类的ZVI;铁矿物-厌氧生物反应器;电场/介体-ZVI-厌氧生物反应器 |
强化机制 | 电场/介体/ZVI的直接效应 | 加快电子传递过程 | 加快电子传递过程 | 腐蚀产生H2和Fe2+ |
微生物群落的响应 | 促进微生物生长; 强化微生物代谢酶活性; 影响微生物降解代谢途径; 驯化特定功能微生物 | 促进微生物生长; 影响微生物降解代谢途径驯化特定功能微生物 | 促进微生物生长; 影响微生物降解代谢途径; 驯化特定功能微生物;三价铁异化还原缓解ZVI表面钝化失活现象 |
强化本质 | NACs厌氧还原菌、电活性菌与发酵菌等功能菌群协同互作,形成良好的互养共生群落 | NACs厌氧还原菌、电活性菌、发酵菌与产甲烷菌等功能菌群协同合作,形成良好的互养共生群落 | NACs厌氧还原菌、发酵菌与产甲烷菌等功能菌群协同互作,形成良好的互养共生群落 |
深入探究 | 电极生物膜电子传递途径及其功能菌属和表达基因 | 介体催化微生物还原NACs的电子传递机理 | ZVI腐蚀产生的H2影响部分微生物代谢的具体途径;铁矿物促进电子传递途径及其功能菌属和表达基因 |