本文關(guān)鍵詞：人工濕地型微生物燃料電池處理污水及生物產(chǎn)電性能試驗研究

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【摘要】：水環(huán)境污染和能源危機是當(dāng)今世界共同面臨的兩大難題,把水處理工藝與處理過程中產(chǎn)能技術(shù)有機結(jié)合起來愈來愈受到人們的關(guān)注。眾所周知,人工濕地(Constructed Wetland System,CWs)技術(shù)是利用土壤、人工介質(zhì)、植物以及微生物的多重協(xié)同作用,通過物理、化學(xué)和微生物等作用對污水、污泥進(jìn)行處理的一種生態(tài)處理技術(shù),已廣泛用于處理生活污水、工業(yè)廢水、農(nóng)業(yè)廢水、雨水徑流和污水廠污泥脫水液等方面,并在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時,近年來,越來越多的人開始研究微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell,MFC)技術(shù),它是利用微生物將有機物中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一種新興產(chǎn)能技術(shù)。本研究將升流式垂直流人工濕地和潛流式水平流人工濕地串聯(lián),以給水廠脫水鋁污泥作為主要填料和生物膜的附著載體,使用玻璃棉作為分隔層,玻璃棉的上部是好氧陰極室,下部為厭氧陽極室,建立了人工濕地(CWs)/微生物燃料電池(MFC)試驗裝置,試驗用水為農(nóng)場廢水,在室溫條件下連續(xù)運行180天,分析了試驗條件下CW-MFCs裝置對廢水中主要污染物的去除效果,得到以下主要結(jié)果及結(jié)論:(1)鋁污泥作為人工濕地填料是可行的,不僅“變廢為寶”,而且實現(xiàn)污泥的資源化再利用。試驗監(jiān)測期間對廢水中主要污染物COD、SS、TN、NH4+-N和NO3--N的去除率分別為69±24.0%、76±12.4%、47±19.7%、59±28.3%、69±25.6%;(2)鋁污泥對廢水中P具有良好的吸附效果,吸附作用主要發(fā)生在第一級反應(yīng)器中。試驗監(jiān)測期間對廢水中TP和PO43--P的去除率分別達(dá)到85±9.5%和88±8.7%;(3)人工濕地中不同水流方向和人工濕地深度具有不同的氧化還原電位梯度,可形成MFCs,其產(chǎn)點特征如下:試驗期間測得兩級反應(yīng)器所產(chǎn)生的電壓分別為0.435±0.091 v和0.338±0.092 v;功率密度分別為33.3±13.81 m W/m3和8.97±2.51 m W/m3,凈能量回收(NER)分別為0.912±0.164 Wh/kg·COD和2.763±0.699 Wh/kg·COD;(4)功率密度取決于電極與反應(yīng)裝置的比表體積,陰陽極的電極間距決定了電壓損失,直接影響了處理裝置的產(chǎn)電效果�？諝怅帢O可提高好氧陰極區(qū)的溶解氧含量,改善處理系統(tǒng)的氧化還原條件,從而促進(jìn)了產(chǎn)電效果;(5)在三階段試驗期間,前兩階段進(jìn)水為農(nóng)場廢水,COD濃度分別為412±25.1 mg/L和603±6.8 mg/L,第三階段采用合成廢水(按照第二階段C:N:P進(jìn)行人工配水),進(jìn)水COD濃度為633±7.3 mg/L。試驗結(jié)果表明:隨著去除COD量的增加,功率密度逐步提高。合成廢水由于水質(zhì)波動小,可生物降級碳源含量較高,有較穩(wěn)定的產(chǎn)電效果。
【關(guān)鍵詞】：人工濕地(CWs) 微生物燃料電池(MFC) 鋁污泥 廢水處理 產(chǎn)電
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X703;TM911.45
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-7
• 附：本論文主要章節(jié)及內(nèi)容7-13
• Chapter ONE Introduction13-18
• 1.1 Overview13-16
• 1.2 Objectives16-17
• 1.3 Structure17-18
• Chapter TWO Lecture Review18-49
• 2.1Constructed Wetland System18-32
• 2.1.1Background18-19
• 2.1.2 Conception19-20
• 2.1.3 Reaction Mechanisms20-24
• 2.1.4 Composition24-29
• 2.1.5 Classification29-32
• 2.2 Microbial Fuel Cell32-41
• 2.2.1 Background32-33
• 2.2.2 Conception33
• 2.2.3 Composition33-36
• 2.2.4 Classification36-38
• 2.2.5 Reaction Mechanisms38
• 2.2.6 Factors of Electricity Generation38-40
• 2.2.7 Development Status40-41
• 2.3 Constructed Wetlands incorporating Microbial Fuel Cell41-49
• 2.3.1 Background41-42
• 2.3.2 Development Status42-44
• 2.3.3 Wastewater Treatment Efficiency44
• 2.3.4 Electricity Generation44-47
• 2.3.5 Alum Sludge-based CW-MFCs47-49
• Chapter THREE Materials & Methods49-57
• 3.1 Materials and System Set-up49-52
• 3.1.1 Materials49-51
• 3.1.2 System Set-up51-52
• 3.2 Operation52-54
• 3.2.1 Cultivation52
• 3.2.2 Steadyoperation52-53
• 3.2.3 Operation with varied influent53-54
• 3.3 Monitoring and Calculation Formula54-57
• 3.3.1 Wastewater quality54
• 3.3.2 Electricity Characteristics54-57
• Chapter FOUR CW-MFCs: Wastewater Treatment Efficiency57-67
• 4.1 Overall performance57-60
• 4.2 COD Removal Efficiency60-61
• 4.3 SS Removal Efficiency61-62
• 4.4 Nitrogen Removal Efficiency62-64
• 4.5 Phosphorous Removal Efficiency64-66
• 4.6 Summary66-67
• Chapter FIVE CW-MFCs: Electricity Generation67-75
• 5.1 Overall performance67-68
• 5.2 Voltage68-69
• 5.3 Power Density69-71
• 5.4 Columbic Efficiency71-72
• 5.5 Polarization Curve72-73
• 5.6 Net Energy Recovery73-74
• 5.7 Summary74-75
• Chapter SIX Conclusions and Suggestions75-77
• 6.1 Conclusions75-76
• 6.2 Suggestions76-77
• Reference77-89
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果89-90
• 致謝90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 XueXiang Chang;Bing Liu;Hu Liu;ShouBo Li;;Water accounting for conjunctive groundwater and surface water irrigation sources: A case study in the middle Heihe River Basin of arid northwestern China[J];Sciences in Cold and Arid Regions;2015年06期

2 王同悅;Liam Doherty;趙曉紅;趙亞乾;胡沅勝;郝曉地;;人工濕地/微生物燃料電池技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀[J];中國給水排水;2015年17期

3 夏世斌;潘蓉;張寧;黃發(fā)明;代西;吳振斌;;直接產(chǎn)電型垂直流人工濕地微污染水源水處理試驗研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報;2012年02期

4 譚學(xué)軍;張惠鋒;張辰;;農(nóng)村生活污水收集與處理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J];凈水技術(shù);2011年02期

5 謝晴;楊嘉偉;王彬;冷庚;但德忠;;用于污水處理的微生物燃料電池研究最新進(jìn)展[J];水處理技術(shù);2010年03期

6 姚鐵鋒;程永玲;趙樹冬;;農(nóng)村生活污水處理工藝應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展前景[J];廣西輕工業(yè);2009年11期

7 湯顯強;李金中;李學(xué)菊;劉學(xué)功;黃歲j;;人工濕地不同填料去污性能比較[J];水處理技術(shù);2007年05期

8 王曉娟;張榮社;;人工濕地微生物硝化和反硝化強度對比研究[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2006年02期

9 劉佳,王澤民,李亞峰,張曉穎;潛流人工濕地系統(tǒng)對污染物的去除與轉(zhuǎn)化機理[J];環(huán)境保護(hù)科學(xué);2005年01期

10 馮培勇;陳兆平;靖元孝;;人工濕地及其去污機理研究進(jìn)展[J];生態(tài)科學(xué);2002年03期

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本文編號：990831