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。有效實用的河涌沉積物修復技術(shù)是加速污染河流凈化的重要途徑。生物電化學系統(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。本研究通過運用電化學工作站、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）和微生物電化學通氣管技術(shù)（SMES）這兩類重要的生物電化學系統(tǒng)對沉積物修復促進作用的基礎(chǔ)上,重點探究了影響SMFC產(chǎn)電和有機污染物降解效果的關(guān)鍵因素,并對SMFC的產(chǎn)電性能進行了優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,在珠三角某漁業(yè)養(yǎng)殖廢水嚴重污染河涌的現(xiàn)場構(gòu)建了集原位強化修復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技術(shù)。與SMES相比,SMFC可以在輸出電能（10.7 mW/m²）的同時,使持久性有機污染物（PAHs）的降解效率提高28.23%... 

【文章來源】：江西農(nóng)業(yè)大學江西省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

SMFC實驗模擬圖（a:open；b:closed）

生物電化學系統(tǒng)在污染河道沉積物原位修復中的性能優(yōu)化與應用程，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 在很大程度上促進了污染沉積物中生物地球化學循環(huán)的進行，對污染很大應用潛力。是在應用 SMES 時也存在陽極生物膜能否長時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 應用于污染沉積物的原位修復過程中，其具體的電化學相比于 SMFC 的降解修復而言，SMES 在不產(chǎn)生電能的情況下，其修沒有得到應有的關(guān)注。

討論 產(chǎn)電及電化學指標的變化 和 SMES 最主要的區(qū)別在于前者通過導線和電阻連接陰陽兩的導電材料，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 個平行的產(chǎn)電電壓均在 10 天左右達到最大值，。為了模擬實際環(huán)境，SMFC 運行在室溫條件下進行，產(chǎn)電化。隨著沉積物中電子供體的消耗，3 個 SMFC 的產(chǎn)電電壓過 35 天運行仍維持在 0.05 V 左右，表明沉積物中有較為充 SMFC 運行。待裝置運行結(jié)束，對裝置的平均極化曲線進行，SMFC 電流密度為 53 mA/m2時達到最大功率密度 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。一般認為，SMFC 較大的內(nèi)質(zhì)擴散效率造成的。


本文編號：3002154