連續(xù)流小球藻生物陰極型MFC系統(tǒng)處理源分離養(yǎng)豬廢水研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-18 15:24
在我國(guó)生豬養(yǎng)殖業(yè)不斷規(guī);c標(biāo)準(zhǔn)化的大背景下,規(guī);、集約化的養(yǎng)豬場(chǎng)廠每天排放的豬場(chǎng)廢水量大[水泡糞工藝:20~25 m~3/(天·千頭)],且富含高濃度的COD(5000~30000 mg/L)、TN(800~6000 mg/L)、TP(100~1400 mg/L)等污染物。與傳統(tǒng)的養(yǎng)豬廢水處理工藝相比,微生物燃料電池(microbial fuel cell,MFC)工藝可以有效利用廢水中高濃度有機(jī)物作為其理想的反應(yīng)底物且可額外回收電能,是一種可資源化回收利用的具有巨大發(fā)展?jié)撃艿奈鬯幚砑夹g(shù)。本文構(gòu)建了連續(xù)流小球藻生物陰極型MFC,處理源分離養(yǎng)豬廢水(COD 1200~1800 mg/L、TN 280~420 mg/L、TP 18~28 mg/L),探索了MFC同步廢水處理與電能回收的效能及陰極室內(nèi)能源小球藻培養(yǎng)的可行性,并對(duì)MFC長(zhǎng)期運(yùn)行過程中的產(chǎn)電特征、質(zhì)子膜污染再生回用進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)論如下:(1)啟動(dòng)預(yù)實(shí)驗(yàn)研究。MFC間歇啟動(dòng)預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行攪拌時(shí)裝置啟動(dòng)更快,啟動(dòng)時(shí)間比無(wú)攪拌快25.13%,對(duì)COD、氨氮與總磷的去除率分別提高了4.16%、11.23%與16.0...
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 近年來(lái)我國(guó)廢水排放現(xiàn)狀
1.1.2 豬場(chǎng)廢水及其水質(zhì)特征
1.1.3 豬場(chǎng)廢水能源資源化技術(shù)與發(fā)展
1.2 微藻型微生物燃料電池(MFC)工藝
1.2.1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理
1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3 課題研究目的和主要內(nèi)容
1.3.1 課題來(lái)源
1.3.2 研究目的和意義
1.3.3 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 小球藻生物陰極型MFC系統(tǒng)
2.1.1 實(shí)體裝置設(shè)計(jì)與構(gòu)建
2.1.2 實(shí)驗(yàn)微生物來(lái)源
2.1.3 源分離養(yǎng)豬廢水
2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器設(shè)備
2.2.1 MFC構(gòu)建材料
2.2.2 材料預(yù)處理
2.2.3 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與分析
2.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.3.2 指標(biāo)測(cè)定
2.3.3 小球藻生物量分析測(cè)定
第三章 小球藻生物陰極型MFC裝置啟動(dòng)
3.1 引言
3.2 運(yùn)行條件的確定
3.3 反應(yīng)器啟動(dòng)
3.4 啟動(dòng)條件預(yù)實(shí)驗(yàn)
3.4.1 MFC啟動(dòng)條件設(shè)置
3.4.2 啟動(dòng)電壓對(duì)比
3.4.3 污染物去除對(duì)比
3.4.4 MFC陰極微藻生物膜生長(zhǎng)情況
3.4.5 本節(jié)小結(jié)
3.5 陽(yáng)極攪拌MFC裝置的啟動(dòng)完善
3.5.1 啟動(dòng)電壓特征
3.5.2 極化曲線與功率密度曲線
3.5.3 啟動(dòng)階段污染物去除效果
3.5.4 本節(jié)小結(jié)
3.6 本章小結(jié)
第四章 連續(xù)流小球藻生物陰極型MFC裝置穩(wěn)定運(yùn)行
4.1 引言
4.2 陽(yáng)極進(jìn)水流速對(duì)MFC性能的影響
4.2.1 初期連續(xù)進(jìn)水故障調(diào)整
4.2.2 各進(jìn)水流速下MFC產(chǎn)電特征
4.2.3 COD去除效果及庫(kù)倫效率比較
4.2.4 產(chǎn)電特性比較
4.2.5 陰極小球藻生物量與溶解氧變化
4.2.6 本節(jié)小結(jié)
4.3 陰極曝氣條件對(duì)MFC性能的影響
4.3.1 不同陰極曝氣條件下電壓變化
4.3.2 陰極小球藻生物量與電池產(chǎn)電特征
4.3.3 MFC內(nèi)阻變化
4.3.4 COD去除與庫(kù)侖效率
4.3.5 本節(jié)小結(jié)
4.4 本章小結(jié)
第五章 質(zhì)子膜再生回用效能研究
5.1 引言
5.2 質(zhì)子膜結(jié)構(gòu)與性能
5.3 質(zhì)子膜再生回用前后MFC的產(chǎn)電特征
5.4 質(zhì)子膜再生回用前后MFC內(nèi)阻變化
5.5 COD去除效果與庫(kù)侖效率比較
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論與建議
結(jié)論
建議
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Parameters Influencing Power Generation in Eco-friendly Microbial Fuel Cells[J]. Mohamed Said Mahmoud,Biao Wen,ZhenHua Su,ShuJie Fan,Yu Zhang. Paper and Biomaterials. 2018(01)
[2]畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J]. 孫國(guó)輝. 黑龍江科技信息. 2016(19)
[3]不同光照強(qiáng)度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響[J]. 徐慧,紀(jì)道斌,崔玉潔,龍良紅,劉德富. 微生物學(xué)通報(bào). 2016(05)
[4]規(guī);B(yǎng)豬場(chǎng)污水處理和利用工藝探討[J]. 王陽(yáng),林聰,王驥,王新謀. 豬業(yè)科學(xué). 2012(09)
[5]以養(yǎng)殖廢水為底料的微生物燃料電池產(chǎn)電性能與水質(zhì)凈化效果[J]. 李小虎,朱能武,李沖,謝海秀. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電的影響因素[J]. 葉曄捷,宋天順,徐源,陳英文,祝社民,沈樹寶. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]規(guī);i場(chǎng)糞污處理實(shí)例[J]. 趙軍. 可再生能源. 2003(04)
[8]IC工藝處理豬場(chǎng)廢水試驗(yàn)研究[J]. 鄧良偉,陳鉻銘. 中國(guó)沼氣. 2001(02)
[9]集約化豬場(chǎng)糞便污水沼氣發(fā)酵綜合處理系統(tǒng)的生產(chǎn)試驗(yàn)[J]. 徐潔泉,楊可俊,劉膺虎,黃志龍,徐可南. 中國(guó)沼氣. 1991(03)
博士論文
[1]分散式養(yǎng)豬廢水處理技術(shù)工藝研究[D]. 楊利偉.西安建筑科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]微藻型微生物燃料電池處理養(yǎng)豬廢水特性研究[D]. 李德溢.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]質(zhì)子交換膜污染機(jī)理分析以及在微生物燃料電池中的應(yīng)用[D]. 張全.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]規(guī);B(yǎng)豬場(chǎng)糞污水處理和利用的研究[D]. 肖冬生.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3722293
【文章頁(yè)數(shù)】:87 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 研究背景
1.1.1 近年來(lái)我國(guó)廢水排放現(xiàn)狀
1.1.2 豬場(chǎng)廢水及其水質(zhì)特征
1.1.3 豬場(chǎng)廢水能源資源化技術(shù)與發(fā)展
1.2 微藻型微生物燃料電池(MFC)工藝
1.2.1 基本結(jié)構(gòu)與工作原理
1.2.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
1.3 課題研究目的和主要內(nèi)容
1.3.1 課題來(lái)源
1.3.2 研究目的和意義
1.3.3 主要研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 小球藻生物陰極型MFC系統(tǒng)
2.1.1 實(shí)體裝置設(shè)計(jì)與構(gòu)建
2.1.2 實(shí)驗(yàn)微生物來(lái)源
2.1.3 源分離養(yǎng)豬廢水
2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器設(shè)備
2.2.1 MFC構(gòu)建材料
2.2.2 材料預(yù)處理
2.2.3 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器設(shè)備
2.3 實(shí)驗(yàn)檢測(cè)與分析
2.3.1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
2.3.2 指標(biāo)測(cè)定
2.3.3 小球藻生物量分析測(cè)定
第三章 小球藻生物陰極型MFC裝置啟動(dòng)
3.1 引言
3.2 運(yùn)行條件的確定
3.3 反應(yīng)器啟動(dòng)
3.4 啟動(dòng)條件預(yù)實(shí)驗(yàn)
3.4.1 MFC啟動(dòng)條件設(shè)置
3.4.2 啟動(dòng)電壓對(duì)比
3.4.3 污染物去除對(duì)比
3.4.4 MFC陰極微藻生物膜生長(zhǎng)情況
3.4.5 本節(jié)小結(jié)
3.5 陽(yáng)極攪拌MFC裝置的啟動(dòng)完善
3.5.1 啟動(dòng)電壓特征
3.5.2 極化曲線與功率密度曲線
3.5.3 啟動(dòng)階段污染物去除效果
3.5.4 本節(jié)小結(jié)
3.6 本章小結(jié)
第四章 連續(xù)流小球藻生物陰極型MFC裝置穩(wěn)定運(yùn)行
4.1 引言
4.2 陽(yáng)極進(jìn)水流速對(duì)MFC性能的影響
4.2.1 初期連續(xù)進(jìn)水故障調(diào)整
4.2.2 各進(jìn)水流速下MFC產(chǎn)電特征
4.2.3 COD去除效果及庫(kù)倫效率比較
4.2.4 產(chǎn)電特性比較
4.2.5 陰極小球藻生物量與溶解氧變化
4.2.6 本節(jié)小結(jié)
4.3 陰極曝氣條件對(duì)MFC性能的影響
4.3.1 不同陰極曝氣條件下電壓變化
4.3.2 陰極小球藻生物量與電池產(chǎn)電特征
4.3.3 MFC內(nèi)阻變化
4.3.4 COD去除與庫(kù)侖效率
4.3.5 本節(jié)小結(jié)
4.4 本章小結(jié)
第五章 質(zhì)子膜再生回用效能研究
5.1 引言
5.2 質(zhì)子膜結(jié)構(gòu)與性能
5.3 質(zhì)子膜再生回用前后MFC的產(chǎn)電特征
5.4 質(zhì)子膜再生回用前后MFC內(nèi)阻變化
5.5 COD去除效果與庫(kù)侖效率比較
5.6 本章小結(jié)
結(jié)論與建議
結(jié)論
建議
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Parameters Influencing Power Generation in Eco-friendly Microbial Fuel Cells[J]. Mohamed Said Mahmoud,Biao Wen,ZhenHua Su,ShuJie Fan,Yu Zhang. Paper and Biomaterials. 2018(01)
[2]畜禽養(yǎng)殖廢水處理技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展展望[J]. 孫國(guó)輝. 黑龍江科技信息. 2016(19)
[3]不同光照強(qiáng)度對(duì)小球藻生長(zhǎng)的影響[J]. 徐慧,紀(jì)道斌,崔玉潔,龍良紅,劉德富. 微生物學(xué)通報(bào). 2016(05)
[4]規(guī);B(yǎng)豬場(chǎng)污水處理和利用工藝探討[J]. 王陽(yáng),林聰,王驥,王新謀. 豬業(yè)科學(xué). 2012(09)
[5]以養(yǎng)殖廢水為底料的微生物燃料電池產(chǎn)電性能與水質(zhì)凈化效果[J]. 李小虎,朱能武,李沖,謝海秀. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電的影響因素[J]. 葉曄捷,宋天順,徐源,陳英文,祝社民,沈樹寶. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]規(guī);i場(chǎng)糞污處理實(shí)例[J]. 趙軍. 可再生能源. 2003(04)
[8]IC工藝處理豬場(chǎng)廢水試驗(yàn)研究[J]. 鄧良偉,陳鉻銘. 中國(guó)沼氣. 2001(02)
[9]集約化豬場(chǎng)糞便污水沼氣發(fā)酵綜合處理系統(tǒng)的生產(chǎn)試驗(yàn)[J]. 徐潔泉,楊可俊,劉膺虎,黃志龍,徐可南. 中國(guó)沼氣. 1991(03)
博士論文
[1]分散式養(yǎng)豬廢水處理技術(shù)工藝研究[D]. 楊利偉.西安建筑科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]微藻型微生物燃料電池處理養(yǎng)豬廢水特性研究[D]. 李德溢.長(zhǎng)安大學(xué) 2018
[2]質(zhì)子交換膜污染機(jī)理分析以及在微生物燃料電池中的應(yīng)用[D]. 張全.西安建筑科技大學(xué) 2017
[3]規(guī);B(yǎng)豬場(chǎng)糞污水處理和利用的研究[D]. 肖冬生.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002
本文編號(hào):3722293
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