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随着全球渔业的蓬勃发展,养殖业目前面临着诸多问题,例如,水质恶化造成鱼类死亡、养殖过程中大量换水导致水资源浪费以及养殖废水排放导致环境恶化等问题。因此迫切需要高效环保的水产养殖解决方案,以保证养殖业健康可持续发展。微生物电化学是一种有效解决水污染问题的新技术手段,具有成本低、无二次污染等优势。本论文为更好解决水产养殖中的水污染问题,利用微生物电化学强化方法开展研究:搭建人工湿地（constructed wetland,CW）耦合微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）系统处理净化池塘养殖受污染水体,结果证明耦合MFC与人工湿地增强了水处理效果。为进一步解决水产养殖浪费水资源且水质恶化快的问题,在模拟高密度养殖水环境中,搭建微生物燃料电池强化循环水养殖系统（recirculating aquaculture systems,RAS）,去污效果良好,可以保持高密度养殖环境水质。为了提高对污染物的去除效率,分别采用Fe-Co,Fe-Sn-TiO2,Mn-Sn-Ce/GAC等复合催化剂进行阳极改性,有助于进一步优化以达到水产养殖国家排放标准。提高系统的水处理能力和环境修复性能,同时产生洁净能源-电能。具体研究过程及取得结果如下:（1）本论文构建了CW-MFC系统,利用湿地植物组合与微生物燃料电池强化手段,对模拟池塘养殖用水进行高效净化处理。MFC/植物系统COD、氨氮和总磷去除效率达到73%、81%和71%。后搭建了MFC强化的小型模拟高密度RAS,MFC/RAS系统COD、氨氮和总磷去除效率达到53%、69%、49%。得到了较好的水质维持和净化处理效果。证实微生物燃料电池增强了水处理效果。（2）为进一步提升模拟小型高密度RAS水质,对MFC的阳极进行改性和优化研究。用浸渍-焙烧法制备复合型改性活性炭阳极材料,复合Fe-Co、Fe-Sn-TiO2和Mn-Sn-Ce三种催化材料,负载于活性炭颗粒上作为三维电极,并对制备好催化剂阳极进行表征和分析。分析表明催化剂具有很好电催化氧化还原性能且元素负载良好。Fe-Sn-TiO2污水净化效果最佳,COD、氨氮和总磷去除效率达到86%、92%和61%。（3）MFC系统的优势在于其产生电能且与污染物去除效率成正比,有助于养殖废水的处理。CW-MFC系统产生95-210 mV电压,最大功率密度达557.2 mW/m2;对于小型模拟高密度循环水养殖系统,Mn-Sn-Ce改性阳极电化学强化MFC系统最高可产生474 mV,最大产电功率859.8 mW/m2,有效实现污水资源化利用并产生清洁电能。（4）实验结果表明系统的产电可促进动、植物生长和增产,CW-MFC系统鱼重量增加9.8%,狐尾草株长增加14%;小型模拟高密度循环水养殖的Mn-Sn-Ce催化阳极系统增加产值最多,鱼类增重增长15%,狐尾草株长增加21%。可证实,阳极改性MFC系统效果更优,能保持水质、提高产值,有利于环境污染控制和生态修复等。