本文關(guān)鍵詞：單室微生物燃料電池污水處理與產(chǎn)電性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：微生物燃料電池(Microbial fuel cells,MFC)是一種新型微生物處理技術(shù),通過微生物將廢水中蘊(yùn)含的有機(jī)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。但MFC技術(shù)在產(chǎn)電和廢水處理方向上的應(yīng)用依然有許多問題需要解決,本課題針對實驗室合成廢水和垃圾滲濾液的處理,來研究單室MFC電化學(xué)性能和處理效果。主要成果如下:以鉑碳為空氣陰極催化劑的MFC處理實驗室合成廢水中的氮磷元素,結(jié)果發(fā)現(xiàn),進(jìn)水NH4Cl濃度的大小會影響MFC產(chǎn)電性能,只有當(dāng)進(jìn)水NH4Cl為4 mmol/L時,MFC輸出電壓最大且為371 mV,最大輸出功率密度為301.6 mW/m2,內(nèi)阻為200Ω。單室MFC最佳運(yùn)行周期為72 h,對廢水化學(xué)需氧量(Chemical oxygen demand,COD)、總氮(Total nitrogen,TN)和總磷(Total phosphorus,TP)的去除率分別為79.9%、19.7%和44.8%。對MFC出水進(jìn)行曝氣處理可提高TN和TP的去除率,分別可達(dá)到79.6%和95.2%,曝氣時間6 h最佳。MFC陰極表面發(fā)現(xiàn)磷酸銨鎂結(jié)晶,表明MFC中有部分氮磷是以沉淀的形式被去除。對水樣的測試發(fā)現(xiàn),NO3--N和NO2--N的含量逐漸上升,NH4+-N含量逐漸下降但TN含量下降并不顯著,說明氨氮的降低部分原因是轉(zhuǎn)化為其他形式的氮。TP的含量變化表明MFC只能去除小部分磷,大部分磷的去除依靠曝氣處理。改性活性炭作空氣陰極催化劑MFC對垃圾滲濾液的處理效果受改性條件的影響,實驗證明對活性炭進(jìn)行預(yù)處理時,選用硫酸溶液的體積分?jǐn)?shù)為40%較好,硫酸亞鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%較好,混合震蕩時間適宜為24 h。該MFC對滲濾液COD的去除率可達(dá)54.3%,TN去除率為21.2%,最高電壓為306 mV,輸出功率密度為94 mW/m2。最后,對比鉑碳催化劑MFC和改性活性炭MFC處理滲濾液的效果,結(jié)果顯示,改性活性炭MFC表現(xiàn)出更高的電化學(xué)性能和去除能力�；钚蕴縈FC較鉑碳MFC的輸出電功率提高了23.4%,但內(nèi)阻也增大了12.9%。反應(yīng)器運(yùn)行至4 d后,兩者對NH4+-N的去除分別為33%和21%。對COD的最高去除率分別為53%和45%�；钚蕴恳云涠嗫捉Y(jié)構(gòu)和負(fù)載的Fe2+獲得了更高的去除效果,為活性炭代替鉑碳作MFC陰極催化劑提供了可能。
【關(guān)鍵詞】：微生物燃料電池 合成廢水 活性炭 滲濾液
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM911.45
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-23
• 1.1 前言10-11
• 1.2 微生物燃料電池研究概況11-16
• 1.2.1 微生物燃料電池（MFCs）的發(fā)展歷史概述11
• 1.2.2 MFC的基本構(gòu)型與運(yùn)行機(jī)理11-13
• 1.2.3 MFC的應(yīng)用13-14
• 1.2.4 MFC性能的影響因素14-16
• 1.3 MFC在廢水處理中的研究現(xiàn)狀及存在問題16-21
• 1.3.1 氮磷廢水處理現(xiàn)狀及存在問題16-18
• 1.3.2 垃圾滲濾液處理現(xiàn)狀及存在問題18-21
• 1.4 研究意義及研究內(nèi)容21-23
• 第二章 實驗材料與方法23-29
• 2.1 實驗儀器與化學(xué)試劑23-25
• 2.2 材料的準(zhǔn)備25-26
• 2.2.1 陰陽兩電極的預(yù)處理25
• 2.2.2 Pt/C催化劑的制備25
• 2.2.3 活性炭催化劑的制備25-26
• 2.3 微生物燃料電池的構(gòu)造26
• 2.4 分析方法26-29
• 2.4.1 電壓數(shù)據(jù)采集26
• 2.4.2 電池內(nèi)阻26-27
• 2.4.3 功率密度和極化曲線27
• 2.4.4 水質(zhì)測定27
• 2.4.5 掃描電鏡樣品處理27-29
• 第三章 單室MFC產(chǎn)電性能與脫氮除磷的研究29-37
• 3.1 材料與方法29-30
• 3.1.1 實驗裝置29-30
• 3.1.2 MFC的接種與啟動30
• 3.1.3 實驗內(nèi)容設(shè)計30
• 3.2 結(jié)果與討論30-36
• 3.2.1 MFC運(yùn)行穩(wěn)定后的電學(xué)性質(zhì)30-31
• 3.2.2 掃描電子顯微鏡和能譜圖的測試結(jié)果31-32
• 3.2.3 不同氨氮濃度對MFC電化學(xué)性質(zhì)和脫氮除磷的影響32-33
• 3.2.4 MFC不同運(yùn)行時間對COD降解以及脫氮除磷的影響33-34
• 3.2.5 MFC出水曝氣時間對脫氮除磷的影響34-36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第四章 改性活性炭對單室MFC處理垃圾滲濾液的研究37-48
• 4.1 材料與方法38-39
• 4.1.1 實驗裝置38
• 4.1.2 MFC接種與啟動38
• 4.1.3 實驗內(nèi)容設(shè)計38-39
• 4.2 結(jié)果與討論39-46
• 4.2.1 MFC運(yùn)行穩(wěn)定后的電學(xué)性質(zhì)39-43
• 4.2.2 掃描電子顯微鏡與能譜測試結(jié)果分析43-45
• 4.2.3 MFCs對滲濾液中的主要污染物的去除45-46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 第五章 不同陰極催化劑的MFC產(chǎn)電性能和廢水處理的研究48-54
• 5.1 材料與方法48-49
• 5.1.1 實驗裝置48-49
• 5.1.2 MFC接種和啟動49
• 5.1.3 實驗內(nèi)容設(shè)計49
• 5.2 結(jié)果與討論49-53
• 5.2.1 MFC馴化穩(wěn)定后的電化學(xué)性質(zhì)49-50
• 5.2.2 不同運(yùn)行時間廢水處理的效果50-52
• 5.2.3 電極的表面特征與MFC出水色差對比52-53
• 5.3 本章小結(jié)53-54
• 第六章 結(jié)論和展望54-57
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果65-66
• 致謝66-67
• 附表67

【相似文獻(xiàn)】

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