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以石油污染土壤作为基质构建土壤微生物燃料电池(SMFC),通过电极材料、阳极布置方式、阳极修饰材料三方面对SMFC进行优化。以石墨毡、碳毡、碳布、石墨纸、铝片作为阳极,SMFC产生的稳定电压分别为:346±5mV、255±5mV、192±5mV、130±5mV、300土5 mV;最大功率密度分别为:24.0 mW/m2、12.6 mW/m2、9.1 mW/m2、4.5mW/m2、18.2mW/m2;运行115天,石墨毡作为阳极的SMFC 中 TPH、蒽、菲、芘的去除率可达 59.14%、61.65%、58.05%、55.92%。不同阳极材料上的微生物群落特征存在较大差异。以不锈钢网、碳布、石墨纸、活性碳毡、铝片作为阴极,SMFC产生的稳定电压分别为:115±5mV、305±5mV、144±5mV、230±5mV、24±5mV;最大功率密度分别为 2.5mW/m2、18.9mW/m2、4.7mW/m2、11 mW/m2、0.15 mW/m2;运行115天,以碳布作为阴极的SMFC中TPH、蒽、菲、芘的去除率可达55.21%、57.48%、54.42%、52.17%。通过电极材料优化实验,最佳的阳极和阴极材料分别为石墨毡、碳布。单层阳极与双层阳极的SMFC产生的稳定电压分别为417±5 mV、445+5mV,最大功率密度为17.25mW/m2、22.63mW/m2;阳极水平与竖直布置的两组SMFC的稳定电压分别为643±5mV、437±5mV,最大功率密度为20.1 mW/m2、8.2 mW/m2;运行80天,阳极水平布置的SMFC中TPH、蒽、菲、芘的去除率可达41.50%、43.62%、40.67%、35.65%。阳极水平多层布置能够提高SMFC的性能,同时减小占地面积。利用膨润土-Fe和Fe304修饰阳极石墨毡,SMFC的稳定电压可达 324mV、249mV,最大功率密度分别为 29.98mW/m2、18.28mW/m2,最大功率密度相比未修饰阳极组分别提高了 182.83%、72.45%。膨润土-Fe修饰后的SMFC,在45天内TPH、蒽、菲、芘的去除率可达31.42%、36.62%、32.48%、26.24%。,膨润土-Fe 的性能优于 F304。