【摘要】：基于生物電化學原理的水質(zhì)監(jiān)測技術(shù),相比于傳統(tǒng)監(jiān)測方式更加直觀便捷,以微生物燃料電池(Microbial Fuel Cells,MFCs)為代表的作用原理,利用陽極微生物對底物進行降解,電子直接傳遞到陽極再通過外電路傳到達陰極發(fā)生還原反應,完成底物降解和系統(tǒng)產(chǎn)電過程。根據(jù)MFCs系統(tǒng)中底物成分和濃度的不同,系統(tǒng)的電壓或電流會有不同的數(shù)值響應,據(jù)此可初步判斷底物中某種特殊組分(例如毒性物質(zhì))是否存在,將這一原理用于水質(zhì)的在線監(jiān)測可以及時地獲得相關的水質(zhì)污染數(shù)據(jù),并在一定程度上實現(xiàn)污染物的去除。本文主要研究以外源亞硒酸鈉為毒性物質(zhì)加入生活污水和純化菌株接種MFCs系統(tǒng)后的響應狀況。首先采用生活污水接種MFCs系統(tǒng),研究了加入不同濃度外源亞硒酸鈉后,系統(tǒng)的產(chǎn)電性能、功率密度、系統(tǒng)內(nèi)阻變化、COD去除率和對亞硒酸鹽的去除率等性能,探究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的COD去除率較低,對亞硒酸鈉的去除率較高,最高可達到95%左右,同時利用高通量測序技術(shù)分析亞硒酸鈉加入前后系統(tǒng)的微生物群落結(jié)構(gòu)變化。其次,本研究從產(chǎn)電性能良好的生活污水接種的MFCs陽極室取少量菌液,進行菌株的分離純化,鑒定得到產(chǎn)電性能良好的菌株即弗式檸檬酸菌屬,并用于接種MFCs反應器。將純化菌株在三組MFCs反應器中進行接種,選取四組濃度梯度的外源亞硒酸鈉分別加入MFCs中,對純化菌株反應器的產(chǎn)電性能、功率密度、系統(tǒng)內(nèi)阻、COD去除率和亞硒酸鈉的去除率等性能進行研究,結(jié)果表明實驗響應與生活污水接種MFCs反應器基本保持一致;但純化菌株反應器中出現(xiàn)兩組反應器內(nèi)阻增大現(xiàn)象,主要原因可能是系統(tǒng)組裝過程中質(zhì)子交換膜污染。通過實驗結(jié)果表明生活污水和純化菌株接種的MFCs對亞硒酸鈉加入后具有基本一致的響應,亞硒酸鈉的加入影響了反應器的微生物群落結(jié)構(gòu)和活性,進而影響MFC的產(chǎn)電性能和對外源物質(zhì)的降解性能,對于反應器的內(nèi)阻沒有影響,故采用MFC系統(tǒng)電壓變化可初步判斷水質(zhì)的污染情況,對水質(zhì)污染提供良好的預警作用。
【圖文】：

圖 2.1 傳統(tǒng)雙室 MFCs（陽極碳刷，，陰極碳氈）ional double chamber MFCs (Anode:carbon brush, cathode:carbo

圖 2.2 活污水接種 MFCs 穩(wěn)定運行電壓圖Fig. 2.2 Stable operation voltage of W-MFCs水接種 MFCs 陽極液菌落形態(tài)接種反應器的產(chǎn)電性能確認，可知生活污水豐富菌源中
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TM911.45;X703

【參考文獻】

相關期刊論文 前3條

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2 王學江;王虹;趙建夫;夏四清;趙紅寧;;基于大腸桿菌的CellSense生物傳感器毒性分析性能研究[J];環(huán)境科學;2009年04期

3 王廣鶴;瞿t熺

本文編號：2710116