生物电化学传感器因简单、低成本且具在线监测潜力，成为厌氧消化（AD）过程中挥发性脂肪酸（VFA）监测的有吸引力方法。本文开发了一种新型双室空气阴极微生物燃料电池（MFC）作为VFA监测生物传感器。传感器响应随VFA混合物浓度（2.8–112 mM）增加呈非线性增大；在2–5 h反应时间内，低VFA水平（<14 mM）下呈线性关系。高...
本研究以多群体微流控微生物燃料电池（MFC）作为生物传感器，结合综合数学模型，解析其电化学响应并监测复杂底物厌氧降解中的化学与生物过程。模型整合厌氧消化模型ADM1、细菌趋化性、多微生物群竞争及不同电子传递机制，描述阳极液主体与生物膜中微生物和底物的时空分布、电子生成及MFC电流输出。利用合成尿液废水喂养的微流控MFC实验数据验证模...
挥发性脂肪酸（VFAs）尤其是乙酸浓度已被证明是厌氧消化（AD）等厌氧过程的敏感可靠指标。微生物燃料电池（MFC）因反应器结构简单、运行条件温和，被视为有前景的VFA传感器。然而，传统MFC生物传感器在真实消化液直接加入阳极时，可能难以区分VFAs与其他有机物。本研究开发了一种以智能方式运行的MFC生物传感器，用于选择性检测乙酸。传...
乙酸是挥发性脂肪酸（VFAs）的主要组分，也是甲烷化代谢途径中的关键中间物，其积累可反映厌氧消化（AD）过程的稳定性。近年来，生物电化学传感器因可用于环境和生物过程监测而备受关注，但乙酸检测仍面临电极间距大、稳定性低、阴极生物污堵和检测范围窄等挑战。本研究提出一种基于三腔室微生物电化学系统的创新生物传感器，用于监测AD过程中的乙酸。...
氨的在线监测对维持厌氧消化（AD）稳定运行至关重要，因为蛋白降解产生的氨会抑制消化过程。本文提出一种集成电化学-生物过程作为氨监测的替代方法：将AD流出物泵入完整硝化反应器，使氨在硝化细菌作用下氧化为硝酸盐；随后将富硝酸盐流出液引入电解池（EC）阴极，在外部电压下发生硝酸盐还原反应，通过记录回路电流实现氨浓度检测。该传感器首先用合成...
监测厌氧消化（AD）渗滤液中乙酸和丙酸浓度变化对AD系统稳定运行至关重要。本文报道了一种新型丙酸全细胞生物传感器的开发。研究以先前可基于耗氧测量选择性测定合成渗滤液中乙酸的大肠杆菌突变体IMD Wldgy为起点，但丙酸生长的IMD Wldgy细胞丙酸:乙酸耗氧比极低（1:2.4）。通过筛选丙酸生长大肠杆菌菌株，发现IMD 1具有较有...
本研究提出一种基于微生物电解池（MEC）的创新生物传感器，用于厌氧消化（AD）过程中挥发性脂肪酸（VFA）的快速可靠测定。该生物电解传感器首先在含不同 VFA 浓度的合成废水中测试，发现电流密度（0.03±0.01 至 2.43±0.12 A/m2）与 VFA 浓度（5–100 mM）呈线性相关（R2=0.99）。随后考察外部电压、...
挥发性脂肪酸（VFA）浓度是控制和优化厌氧消化（AD）过程的重要指标。本研究基于微生物脱盐电池（MDC）原理开发了一种新型 VFA 生物传感器。该传感器由阳极室、中间室和阴极室组成，含 VFA 的样品加入中间室，离子化 VFA 经阴离子交换膜进入阳极室，被外电活性菌氧化并产生电流。首先利用合成消化液评估电流密度与 VFA 浓度的关系...
开发用于便捷测定两相厌氧消化器（AD）中乙酸和丙酸浓度的生物传感器，需要一种对渗滤液中其他有机酸（尤其是含量最高的乳酸）无响应的细菌。本研究对大肠杆菌W3110的D-乳酸脱氢酶基因dld、L-乳酸脱氢酶基因lldD、乙醇酸氧化酶基因glcD以及疑似L-乳酸脱氢酶基因ykgF进行连续基因敲除，获得四重突变株IMD Wldgy。该突变株...
本研究开发了一种基于 resazurin 还原的快速荧光测量方法，用于检测厌氧消化代谢中的毒性物质或抑制剂。研究首先以兼性厌氧菌 Enterococcus faecalis 为模型生物，证明该方法在检测模型毒物五氯酚（PCP）时具有快速和灵敏的特点。结果表明，PCP 在 0.05–100 mg/L 范围内可显著改变 E. faeca...
挥发性脂肪酸（VFA）浓度是监测厌氧消化、微生物燃料电池等生物过程的关键参数。本研究利用微生物燃料电池（MFC）技术，评估VFA浓度与电流、电压响应及电化学性质之间的相关性，并比较库仑效率和循环伏安两种方法对不同VFA种类的区分能力。MFC中阳极驯化菌群作为生物催化剂氧化VFA，电极与阳离子交换膜构成换能界面，输出电信号。结果表明，...
本研究开发了一种壁式射流型微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于原位监测厌氧消化（AD）过程。该传感器以固定化电活性生物膜为识别元件，具有便携、样品流通水力停留时间短、便于连续运行等特点。MFC被安装于小型上流式厌氧固定床（UAFB）反应器的循环回路中，与pH探头和沼气流量计联用，实时监测发酵液pH和沼气流量。实验通过改变进料浓度...
本文报道了一种可用于污水处理厂过程控制的微生物传感器，其可在好氧和厌氧条件下监测废水的有机污染程度、毒性以及过负荷或欠负荷。由于硝化过程伴随质子生成，需要补充碱以维持pH，作者开发了好氧微生物传感器，通过在线监测Na2CO3消耗速率来反映硝化活性，并用于毒性预警和硝化过程控制。由于好氧降解产生CO2，且CO2浓度与有机污染程度相关，...