厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮技術(shù),可以同步去除廢水中的兩種氮素污染物（銨鹽和亞硝酸鹽）,此過程的優(yōu)點為無須添加有機(jī)碳源、耗氧量低且污泥產(chǎn)量低,具有很好的發(fā)展前景。但該反應(yīng)會產(chǎn)生副產(chǎn)物硝酸鹽,使在實際運行中總氮（TN）去除效率僅為70%左右,同時厭氧氨氧化菌對生長環(huán)境要求嚴(yán)苛,制約了其發(fā)展和應(yīng)用。因此,尋找一種簡便、經(jīng)濟(jì)的原位脫除副產(chǎn)物硝酸鹽,提高厭氧氨氧化工藝TN去除效率的方法已經(jīng)成為目前該領(lǐng)域研究熱點。本研究將厭氧氨氧化與微生物燃料電池技術(shù)耦合,以厭氧氨氧化污泥作為微生物燃料電池中陽極區(qū)域的微生物催化劑,產(chǎn)電驅(qū)動SnCu-Pd/碳纖維布復(fù)合陰極電催化還原硝酸鹽,主要探討了此體系的脫氮、產(chǎn)電性能以及取自不同位置的污泥中微生物的群落結(jié)構(gòu)演替。此外,將運行條件中的溫度設(shè)置為室溫、拓寬進(jìn)水主要基質(zhì)濃度比例,分析其脫氮、產(chǎn)電性能的變化。具體研究內(nèi)容和結(jié)論為:（1）以預(yù)處理后的碳纖維布（導(dǎo)電性能好、沉積位點多）為基底材料,分別電沉積Pd、Cu和Sn,制備出SnCu-Pd/碳纖維布催化陰極。通過SEM表征和CV測試電極對硝酸鹽的催化還原活性,分別考察預(yù)處理方法、沉積方法和加入絡(luò)合劑作用方面對還原... 

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 水體氮素污染情況
    1.2 生物脫氮技術(shù)概述
        1.2.1 傳統(tǒng)脫氮技術(shù)
        1.2.2 新型脫氮技術(shù)
    1.3 厭氧氨氧化工藝及其研究進(jìn)展
        1.3.1 厭氧氨氧化工藝簡介
        1.3.2 影響厭氧氨氧化菌生長代謝的因素
        1.3.3 厭氧氨氧化工藝發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 微生物燃料電池工藝簡介
    1.5 生物脫氮型MFC工藝簡介及研究進(jìn)展
        1.5.1 耦合硝化反應(yīng)的MFC工藝
        1.5.2 耦合反硝化反應(yīng)的MFC工藝
        1.5.3 耦合厭氧氨氧化反應(yīng)的MFC工藝
    1.6 本課題的研究目的、意義及內(nèi)容
        1.6.1 研究目的與意義
        1.6.2 研究內(nèi)容
2 實驗方法與材料
    2.1 實驗裝置
    2.2 實驗污泥
    2.3 實驗污水
    2.4 實驗分析項目及方法
        2.4.1 常規(guī)分析
        2.4.2 掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)
        2.4.3 電阻率、循環(huán)伏安曲線(CV)測試
        2.4.4 極化曲線、功率密度曲線測定
        2.4.5 庫倫效率
        2.4.6 比厭氧氨氧化活性(SAA)
        2.4.7 血紅素c
        2.4.8 高通量測序
    2.5 實驗試劑及儀器
        2.5.1 實驗試劑
        2.5.2 實驗儀器
3 陰極催化電極的制備過程探索及表征
    3.1 引言
    3.2 實驗內(nèi)容
        3.2.1 電極制備方法
        3.2.2 分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 原始碳布的表征
        3.3.2 電極制備的優(yōu)化過程
    3.4 本章小結(jié)
4 厭氧氨氧化污泥-微生物燃料電池的構(gòu)建與性能分析
    4.1 引言
    4.2 實驗內(nèi)容
        4.2.1 反應(yīng)器運行
        4.2.2 分析方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 未接種微生物時反應(yīng)器的脫氮產(chǎn)電效果
        4.3.2 反應(yīng)器脫氮性能分析
        4.3.3 反應(yīng)器產(chǎn)電性能分析
        4.3.4 SEM及高通量測序分析
    4.4 本章小結(jié)
5 進(jìn)水基質(zhì)濃度比例對反應(yīng)器運行性能的影響
    5.1 引言
    5.2 實驗內(nèi)容
        5.2.1 反應(yīng)器運行
        5.2.2 分析方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 反應(yīng)器脫氮性能分析
        5.3.2 反應(yīng)器產(chǎn)電性能分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]耦合厭氧氨氧化反應(yīng)的高氮負(fù)荷型雙室MFC性能研究[J]. 許明熠,周少奇,劉澤珺,王敬平,馬福臻.  環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2017(01)
[2]AAO污水處理工藝中厭氧氨氧化效能及微生物交互作用[J]. 王衫允,馬斌,賈方旭,彭永臻.  中國環(huán)境科學(xué). 2016(07)
[3]新加坡最大回用水處理廠污水短程硝化厭氧氨氧化脫氮工藝[J]. Cao Yeshi,Kwok Bee Hong,Yan Zhou,Yu Liu,He Jianzhong,Chua Seng Chye,Wah Yuen Long,Yahya Ghani.  北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2015(10)
[4]“十三五”總氮、總磷總量控制政策建議[J]. 文宇立,葉維麗,劉晨峰,郭黎卿,張文靜.  環(huán)境污染與防治. 2015(03)
[5]以微生物燃料電池技術(shù)資源化利用剩余污泥的研究進(jìn)展[J]. 沈春花,曾慶玲,郭義海.  化工進(jìn)展. 2011(09)
[6]亞硝酸鹽對人體的危害和預(yù)防[J]. 曹會蘭.  微量元素與健康研究. 2003(02)

博士論文
[1]微生物燃料電池同步脫氮產(chǎn)電性能及機(jī)理研究[D]. 張吉強(qiáng).浙江大學(xué) 2014
[2]厭氧氨氧化工藝快速啟動及菌群特性研究[D]. 汪濤.大連理工大學(xué) 2012

碩士論文
[1]影響厭氧氨氧化微生物燃料電池脫氮性能的因素研究[D]. 劉波.重慶交通大學(xué) 2017



本文編號：3706912