發(fā)布時(shí)間：2018-01-26 09:32

  本文關(guān)鍵詞： 導(dǎo)電膜 膜生物反應(yīng)器 光合微生物燃料電池 二氧化錳 小球藻　出處：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：新世紀(jì)的污水處理技術(shù)應(yīng)不僅僅局限于處理水質(zhì)的達(dá)標(biāo)排放,更應(yīng)尋求有效的方法回收污水中蘊(yùn)含的能源。除了微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell, MFC)技術(shù)利用微生物降解有機(jī)物產(chǎn)電外,污水中碳源、氮源等也是大多數(shù)藻類的營養(yǎng)物質(zhì),因此尋求一種處理工藝來實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)及回收可利用能源的目的是至關(guān)重要的。微生物燃料電池和光合微生物燃料電池(PMFC)已成為一種非常具有前景的能源回收技術(shù)。但MFC在單獨(dú)應(yīng)用于污水處理時(shí),其出水很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；PMFC微藻回收及應(yīng)用于污水處理仍然存在較大問題。膜生物反應(yīng)器(Membrane Bioreactor MBR)水處理工藝具有操作便捷、節(jié)約土地使用、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn),在污水處理行業(yè)及飲用水處理中應(yīng)用很廣泛,但是膜污染的問題仍是MBR技術(shù)的最大障礙。針對(duì)以上水處理技術(shù)存在的問題及各自的優(yōu)勢,本論文設(shè)計(jì)并研究了改性不銹鋼網(wǎng)導(dǎo)電膜耦合PMFC水處理產(chǎn)電反應(yīng)器,構(gòu)建MBR-PMFC系統(tǒng),用于污水處理、同時(shí)產(chǎn)電及產(chǎn)微藻,實(shí)現(xiàn)廢水處理及回收能源的目的。研究分兩部分,其一是導(dǎo)電膜的改性研究,試驗(yàn)中采用不銹鋼網(wǎng)作為改性基體,改性不銹鋼網(wǎng)在該系統(tǒng)中起到PMFC中陰極電極及MBR中過濾膜的雙重作用。通過原位生長二氧化錳及聚合聚吡咯、聚苯胺等方式實(shí)現(xiàn)改性的目的,除此之外,通過在不銹鋼網(wǎng)構(gòu)成的平板膜中間添加活性炭的方法,也達(dá)到了很好的產(chǎn)電和水處理效果；其二是PMFC運(yùn)行相關(guān)的微藻的絮凝及固定化研究,通過該方法,可以使微藻富集生長,易回收且避免膜過濾不完全的弊端。通過添加海藻酸鈉及鈣離子使小球藻形成凝膠體并固化,通過控制添加量實(shí)現(xiàn)絮凝及固定化。通過不銹鋼網(wǎng)表面改性,過濾精度提高。實(shí)驗(yàn)測得改性前的膜通量75.6 m3/(h·m2),MnO2改性后的膜通量為21.6 m3/(h·m2),MnO2@PPy改性后的膜通量為1.96 m3/(h·m2),其膜通量約減少到原來的三十九分之一；MnO2@PANI改性后的膜通量為119.4L/(h·m2),膜通量減少了600多倍,過濾效果提高了8.7倍。在該系統(tǒng)中不銹鋼網(wǎng)的最大功率密度僅為0.08 W/m3,采用活性炭與不銹鋼網(wǎng)組合膜組件,最大功率密度也達(dá)到1.8 W/m3；MnO2@PPy改性不銹鋼網(wǎng)所達(dá)到的最大功率密度為1.9W/m3,提高了22倍；MnO2@PN-Al改性后的不銹鋼網(wǎng)最大功率密度提高了15倍,達(dá)到1.2 W/m3,改性后的不銹鋼網(wǎng)作為陰極電極,其內(nèi)阻相近為200-250 Ω。通過增加了微藻處理環(huán)節(jié),出水COD去除率為93.3%,氨氮的去除率由67%提高到了94.9%。固定化的小球藻,其生長量由最初的2×109個(gè)經(jīng)過十天增長到1.22×1010個(gè),增長了6.1倍。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 廖耀祖;黃美榮;李新貴;;納米結(jié)構(gòu)聚吡咯構(gòu)建的生物傳感器[J];分析化學(xué);2009年02期

2 李甜;董秉直;劉錚;;藻類有機(jī)物的特性以及對(duì)超濾膜的污染[J];環(huán)境科學(xué);2010年02期

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本文編號(hào)：1465280