美人蕉强化人工湿地-微生物燃料电池联用系统：污水解毒、生物产电及微生物群落解析

本研究创新性地将水平潜流人工湿地(HSSF-CW)与微生物燃料电池(MFC)耦合，利用美人蕉(Canna indica)构建CW-MFC系统处理生活污水(SWW)。在5天水力停留时间(HRT)下实现COD(81.48±2.51%)、硝酸盐(72.89±6.05%)和总磷(68.92±1.36%)高效去除，同步产生312.25±14.30mV生物电压。通过UV-Vis/GC-MS分析和植物毒性实验(Vigna radiata/Allium cepa)证实系统显著降低毒性，Illumina测序揭示根际微生物群落(Proteobacteria为优势菌门)与污染物降解的关联机制。

　　

Highlight亮点

本研究开发的美人蕉强化CW-MFC系统展现出卓越的污水净化与能源回收双重功效，为可持续水处理技术提供了创新范式。

Chemicals, reagents, and materials化学试剂与材料

实验使用Merck公司色谱纯乙酸乙酯和甲醇，电极采用本地采购的石墨搅拌棒（直径12.7mm），系统构建材料包括PVC管道、塑料容器等。

Characterization of the sewage wastewater污水特性分析

进水呈弱碱性(pH 7.36-7.53)，含较高COD(131.67-156.67 mg/L)、硝酸盐(5.71-7.05 mg/L)和总磷(1.68-2.01 mg/L)，电导率1.89-1.96 mS/cm，凸显处理必要性。

Conclusion and recommendations结论与建议

该CW-MFC系统成功实现印度校园污水的高效净化，最佳HRT为5天时污染物去除率与产电性能达到平衡。建议后续研究优化电极材料并扩大中试规模。

CRediT authorship contribution statement作者贡献声明

Vineet Kumar主导实验设计与论文撰写；Ishani Ghosal负责数据可视化；Manoj Kumar参与数据分析；Sergey Alferov和Pradeep Verma指导研究方向并修订论文。

Funding资金声明

本研究未接受任何特定资助机构的资助。

Declaration of competing interest利益冲突声明

作者声明不存在可能影响研究结果的利益冲突。

Acknowledgments致谢

感谢印度科学与工程研究委员会(SERB)的国家博士后奖学金支持，以及IIT Delhi中央测试平台提供的GC-MS分析服务。