【摘要】：微生物燃料電池（MFC）是一種以微生物為催化劑，將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。MFC在利用微生物處理廢水的同時(shí)產(chǎn)生電能，是一種清潔可再生能源技術(shù)。此外，將其應(yīng)用于污水處理過程，由于燃料來源廣泛，反應(yīng)條件溫和，能量轉(zhuǎn)化過程無燃燒過程，故轉(zhuǎn)化效率較高，是一種綠色的污水處理新技術(shù)。 根據(jù)陽極室與陰極室分開與否，MFC可分為單室MFC和雙室MFC。雙室MFC中陰極發(fā)生反硝化反應(yīng)的稱為陰極反硝化雙室MFC。反應(yīng)器啟動(dòng)時(shí)間長、脫氮效率低、反應(yīng)過程復(fù)雜等問題制約了陰極反硝化雙室MFC的發(fā)展。本研究采取連續(xù)進(jìn)水方式，對(duì)陰極反硝化雙室MFC的啟動(dòng)過程、氨遷移對(duì)陰極反硝化雙室MFC的產(chǎn)電性能和脫氮效率的影響及陰極反硝化雙室MFC脫氮過程產(chǎn)生氧化亞氮的量進(jìn)行了研究。得到以下結(jié)論： 1、陰極反硝化雙室MFC啟動(dòng)階段，外加直流電源會(huì)使陽極電勢出現(xiàn)電壓反轉(zhuǎn)現(xiàn)象后迅速降低并達(dá)到穩(wěn)定，并且使陰極電勢有微小的上升趨勢。外加直流電源對(duì)陽極達(dá)到穩(wěn)定的產(chǎn)電子能力有著促進(jìn)作用，對(duì)陰極得電子能力有一定的促進(jìn)，但效果不明顯。 2、外加直流電源的加入使MFC在相同外阻情況下輸出電流有了明顯的提升，對(duì)于MFC內(nèi)阻的優(yōu)化起一定的促進(jìn)作用。 3、陰極反硝化雙室MFC陽極中的氨氮從陽極向陰極擴(kuò)散后，MFC的輸出電壓急劇下降，總氮去除率降低。氨氮的遷移對(duì)微生物燃料電池的產(chǎn)電性能及脫氮效率都有明顯的抑制作用，。 4、陰極反硝化雙室MFC中NO3-N，，NO2-N，NH4-N,N2O的濃度在不同的氨氮濃度及溶解氧濃度情況下有著不同的變化趨勢。在不控制溶解氧的情況下陰極室內(nèi)將發(fā)生硝化、反硝化、短程硝化反硝化等一系列可能產(chǎn)生氧化亞氮的反應(yīng)。
[Abstract]:Microbial fuel cell (MFC) is a kind of equipment which converts the chemical energy in fuel into electric energy by using microorganism as catalyst. MFC is a clean and renewable energy technology which uses microorganism to treat wastewater and generates electricity simultaneously. In addition, because of the wide sources of fuel, mild reaction conditions and no combustion process in the energy conversion process, the conversion efficiency is relatively high, so it is a new green sewage treatment technology. According to the separation of anode chamber and cathode chamber, MFC can be divided into single chamber MFC and double chamber MFC.. The cathode denitrification reaction in two-compartment MFC is called cathodic denitrification double-compartment MFC. The development of dual-chamber MFC with cathode denitrification is restricted by the long start-up time, low denitrification efficiency and complex reaction process. In this study, the start-up process of cathode denitrification dual-chamber MFC was carried out by means of continuous influent. The effects of ammonia transfer on the electrical properties and denitrification efficiency of MFC and the amount of nitrous oxide produced in the denitrification process of MFC with cathodic denitrification were studied. The conclusions are as follows: 1. In the start-up stage of dual-chamber MFC of cathodic denitrification, the voltage reversal phenomenon of anode potential will be reduced rapidly and the cathode potential will be stabilized, and the cathode potential will have a slight upward trend. The addition of DC power can promote the stability of the anode and the cathode, but the effect is not obvious. 2. The addition of DC power source makes the output current of MFC increase obviously under the same external resistance, which can promote the optimization of MFC internal resistance. 3. After the ammonia nitrogen diffused from anode to cathode, the output voltage of MFC decreased sharply and the removal rate of total nitrogen decreased. The migration of ammonia nitrogen can inhibit the electric performance and denitrification efficiency of microbial fuel cells. 4. The concentration of NO3-N,NO2-N,NH4-N,N2O in double-chamber MFC of cathodic denitrification has different trends under different concentration of ammonia nitrogen and dissolved oxygen. Nitrification, denitrification, short-cut nitrification and denitrification will occur in the cathode room without controlling dissolved oxygen, and a series of nitrous oxide reactions may occur.
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM911.45

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2421004