河流是地球生態(tài)系統(tǒng)中的重要組成部分。隨著我國城市工業(yè)化的快速發(fā)展,大量工業(yè)廢水和生活污水排入城鎮(zhèn)附近河涌。河涌沉積物中蓄積了大量的污染物,成為上覆水體二次污染的重要原因,對居民生活環(huán)境和健康造成了極大威脅。有效實(shí)用的河涌沉積物修復(fù)技術(shù)是加速污染河流凈化的重要途徑。生物電化學(xué)系統(tǒng)是一種新型的環(huán)保能源技術(shù),可在加速污染物降解的過程中產(chǎn)生電能。本研究通過運(yùn)用電化學(xué)工作站、氣質(zhì)聯(lián)用色譜儀、共聚焦顯微鏡和高通量測序等方法和技術(shù),在分析比較沉積物微生物燃料電池（SMFC）和微生物電化學(xué)通氣管技術(shù)（SMES）這兩類重要的生物電化學(xué)系統(tǒng)對沉積物修復(fù)促進(jìn)作用的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)探究了影響SMFC產(chǎn)電和有機(jī)污染物降解效果的關(guān)鍵因素,并對SMFC的產(chǎn)電性能進(jìn)行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,在珠三角某漁業(yè)養(yǎng)殖廢水嚴(yán)重污染河涌的現(xiàn)場構(gòu)建了集原位強(qiáng)化修復(fù)與能源回用于一體的中試SMFC。主要開展的研究內(nèi)容及取得的結(jié)論如下:1.研究發(fā)現(xiàn)SMFC比SMES更適合作為污染沉積物原位修復(fù)技術(shù)。與SMES相比,SMFC可以在輸出電能（10.7 mW/m²）的同時(shí),使持久性有機(jī)污染物（PAHs）的降解效率提高28.23%... 

【文章來源】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

SMFC實(shí)驗(yàn)?zāi)M圖（a:open；b:closed）

生物電化學(xué)系統(tǒng)在污染河道沉積物原位修復(fù)中的性能優(yōu)化與應(yīng)用程，石墨碳棒與硫循環(huán)的氧化還原耦合過程中，消除了有毒硫化物 在很大程度上促進(jìn)了污染沉積物中生物地球化學(xué)循環(huán)的進(jìn)行，對污染很大應(yīng)用潛力。是在應(yīng)用 SMES 時(shí)也存在陽極生物膜能否長時(shí)間的定植在通氣管表電材料能否將電子完全從厭氧沉積物中傳遞到上覆水中完成氧化還而且將 SMES 應(yīng)用于污染沉積物的原位修復(fù)過程中，其具體的電化學(xué)相比于 SMFC 的降解修復(fù)而言，SMES 在不產(chǎn)生電能的情況下，其修沒有得到應(yīng)有的關(guān)注。

討論 產(chǎn)電及電化學(xué)指標(biāo)的變化 和 SMES 最主要的區(qū)別在于前者通過導(dǎo)線和電阻連接陰陽兩的導(dǎo)電材料，一端位于泥中作為陽極另一端位于空氣中作為通過導(dǎo)線輸出或收集電能；而 SMES 不能產(chǎn)電。本研究的 電流輸出，3 個(gè)平行的產(chǎn)電電壓均在 10 天左右達(dá)到最大值，。為了模擬實(shí)際環(huán)境，SMFC 運(yùn)行在室溫條件下進(jìn)行，產(chǎn)電化。隨著沉積物中電子供體的消耗，3 個(gè) SMFC 的產(chǎn)電電壓過 35 天運(yùn)行仍維持在 0.05 V 左右，表明沉積物中有較為充 SMFC 運(yùn)行。待裝置運(yùn)行結(jié)束，對裝置的平均極化曲線進(jìn)行，SMFC 電流密度為 53 mA/m2時(shí)達(dá)到最大功率密度 10.7 功率密度下降。根據(jù)極化曲線在最大電流密度區(qū)域的斜率，00 Ω。該內(nèi)阻比其它類型的 MFC 的內(nèi)阻略大，表明 SMFC 內(nèi)部而沒有作為有效電能輸出。一般認(rèn)為，SMFC 較大的內(nèi)質(zhì)擴(kuò)散效率造成的。


本文編號：3002154