【摘要】：微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell，MFC)是一種集產(chǎn)電與污染物去除于一體的新技術(shù)。沉積型MFC(Sediment MFC，SMFC)由埋于厭氧底泥的陽極和懸于上方好氧水體的陰極構(gòu)成，適用于河湖底泥的原位生態(tài)修復和固體廢棄物的處理。然而，隨著重工業(yè)的發(fā)展，底泥的重金屬污染越來越嚴重，這為SMFC的實際應用帶來嚴峻的考驗。因此，考察重金屬對SMFC體系運行特性的影響，對其在底泥原位修復中的應用具有重要意義。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： (1)氯化鉀溶液作為SMFC電解液的可行性分析。相對于磷酸鹽緩沖溶液體系，KCl溶液體系峰電壓值為152.8±2.6mV，降低了25%。由于KCl溶液體系電導率較低，且不具有緩沖能力，導致體系內(nèi)阻增大，輸出電壓降低，COD去除率和庫侖效率等也隨之降低。 (2)銅對SMFC運行特性的影響研究。主要考察了銅對SMFC體系輸出電壓、胞外聚合物總量及組成的影響。銅的形態(tài)分布表明，體系中70%以上的銅是以有機物態(tài)、碳酸鹽態(tài)和硫化物態(tài)三種穩(wěn)定的形態(tài)存在，生物有效性較低。因此，銅的存在沒有對體系輸出電壓產(chǎn)生顯著影響。此外，銅對陰極和陽極的同時作用，也可能造成其對體系輸出電壓的影響不顯著。 (3)銅對雙室MFC運行特性的影響研究。通過分別或同時向陽極和陰極添加銅，考察了銅對陰極和陽極的影響。結(jié)果表明，銅會對陰極和陽極同時產(chǎn)生影響，且影響效果不同。陽極添加10mg/L的銅會抑制產(chǎn)電微生物活性，增大陽極反應的活化內(nèi)阻及體系的表觀內(nèi)阻，降低電能輸出和庫侖效率。陰極添加500mg/L的銅可顯著降低陰極反應的活化內(nèi)阻及體系的表觀內(nèi)阻，提高體系的產(chǎn)電性能。由于兩室間存在較高的濃度梯度，，陰極上清液中的銅會遷移擴散至陽極室(2.8%)，影響陽極產(chǎn)電微生物活性。 (4)銅對預掛膜SMFC運行特性的影響研究。結(jié)果表明，當銅濃度為1mg/L和3mg/L時，陰陽極內(nèi)阻均減小，進而導致體系表觀內(nèi)阻減小，輸出電壓、COD去除率、庫侖效率和生物量增加。當銅濃度為7mg/L和12mg/L時，陽極內(nèi)阻增大，陰極內(nèi)阻減小，前者的變化程度大于后者，導致體系表觀內(nèi)阻增大，輸出電壓、COD去除率、庫侖效率和生物量降低。
【學位授予單位】：江南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM911.4

【參考文獻】

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本文編號：2579860