電鍍行業(yè)的發(fā)展使含鉻廢水越來(lái)越多,且礦產(chǎn)過(guò)度開(kāi)發(fā)使鉻資源逐漸匱乏,使得處理含鉻廢水以及回收鉻資源成為亟需解決的問(wèn)題。含鉻廢水的微生物燃料電池處理方法近年得到廣泛研究。本文以獲得高效Cr(Ⅵ)還原及鉻回收效能和穩(wěn)定產(chǎn)電為目標(biāo),構(gòu)建生物-化學(xué)聯(lián)合陰極微生物燃料電池Cr(Ⅵ)還原系統(tǒng)及五室MFC鉻回收系統(tǒng)還原六價(jià)鉻回收氧化鉻。并對(duì)聯(lián)合陰極微生物燃料電池Cr(Ⅵ)還原系統(tǒng)的作用機(jī)制和五室微生物燃料電池鉻回收系統(tǒng)的沉淀轉(zhuǎn)化機(jī)制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明,生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC可完成廢水中Cr(Ⅵ)還原及產(chǎn)電。在模擬含鉻廢水Cr(Ⅵ)濃度為200 mg/L,pH=2,陽(yáng)極液COD 2000 mg/L的最優(yōu)條件下,系統(tǒng)可在96 h內(nèi)還原201 mg/L Cr(Ⅵ)至12 mg/L,還原程度94.03%。系統(tǒng)電勢(shì)穩(wěn)定在0.83 V以上,內(nèi)阻144.53?,最大輸出功率密度為5.245 W/m³。系統(tǒng)運(yùn)行后得到微量淡綠色晶體狀還原產(chǎn)物,主要組成元素為鉻和氧。增加沉淀區(qū)構(gòu)建的五室MFC鉻回收系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)還原六價(jià)鉻回收氧化鉻并獲得產(chǎn)電。調(diào)整模擬含鉻廢水Cr(Ⅵ)濃度為200 mg/...

【文章頁(yè)數(shù)】：86 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 六價(jià)鉻廢水危害與已有處理方法存在的問(wèn)題
        1.2.1 六價(jià)鉻廢水的來(lái)源與危害性
        1.2.2 六價(jià)鉻廢水處理面臨的問(wèn)題
    1.3 微生物燃料電池的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 微生物燃料電池的基本原理
        1.3.2 微生物燃料電池在六價(jià)鉻廢水處理中的研究現(xiàn)狀
    1.4 微生物燃料電池還原六價(jià)鉻回收氧化鉻的可行性
    1.5 課題研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題來(lái)源
        1.5.2 課題研究目的及意義
        1.5.3 研究?jī)?nèi)容
        1.5.4 技術(shù)路線
第2章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.1 生物陰極液
        2.1.2 陽(yáng)極液
        2.1.3 模擬含鉻廢水
    2.2 微生物燃料電池的構(gòu)建與啟動(dòng)
        2.2.1 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極微生物燃料電池
        2.2.2 五室微生物燃料電池鉻回收系統(tǒng)
        2.2.3 電極材料及電路系統(tǒng)
        2.2.4 微生物燃料電池的啟動(dòng)和運(yùn)行
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備
    2.4 產(chǎn)電及電化學(xué)指標(biāo)分析方法
        2.4.1 電壓數(shù)據(jù)采集
        2.4.2 電化學(xué)指標(biāo)
        2.4.3 計(jì)算方法
    2.5 陽(yáng)極液及模擬含鉻廢水基本指標(biāo)分析方法
    2.6 沉淀分析方法
        2.6.1 沉淀形貌分析
        2.6.2 沉淀組成及含量分析
        2.6.3 沉淀轉(zhuǎn)化分析
第3章 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC還原六價(jià)鉻的效能
    3.1 引言
    3.2 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC運(yùn)行可行性及影響因素
    3.3 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC的效能
        3.3.1 啟動(dòng)期生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC電壓
        3.3.2 運(yùn)行期生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC效能
    3.4 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC的運(yùn)行條件優(yōu)化
        3.4.1 初始Cr(Ⅵ)濃度對(duì)聯(lián)合陰極MFC還原六價(jià)鉻及產(chǎn)電的影響
        3.4.2 初始pH值對(duì)聯(lián)合陰極MFC還原六價(jià)鉻及產(chǎn)電的影響
        3.4.3 陽(yáng)極液COD對(duì)聯(lián)合陰極MFC還原六價(jià)鉻及產(chǎn)電的影響
    3.5 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC的沉淀分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 五室MFC鉻回收系統(tǒng)還原六價(jià)鉻回收氧化鉻效能
    4.1 引言
    4.2 五室MFC還原六價(jià)鉻回收氧化鉻的可行性實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 五室MFC化學(xué)陰極室及沉淀區(qū)Cr(Ⅵ)還原效能
        4.2.2 五室MFC運(yùn)行階段產(chǎn)電效能
        4.2.3 五室MFC運(yùn)行階段各極室pH變化
    4.3 五室MFC還原六價(jià)鉻回收氧化鉻的運(yùn)行條件優(yōu)化
        4.3.1 初始Cr(Ⅵ)濃度對(duì)五室MFC Cr(Ⅲ)收集及產(chǎn)電的影響
        4.3.2 初始pH值對(duì)五室MFC Cr(Ⅲ)收集及產(chǎn)電的影響
    4.4 五室MFC鉻回收系統(tǒng)沉淀區(qū)的沉淀分析
        4.4.1 SEM及EDS分析
        4.4.2 XPS分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC作用機(jī)制及五室MFC鉻回收系統(tǒng)沉淀轉(zhuǎn)化機(jī)制
    5.1 引言
    5.2 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極MFC作用機(jī)制
        5.2.1 Cr(Ⅵ)還原過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究
        5.2.2 電化學(xué)阻抗譜分析
        5.2.3 生物-化學(xué)聯(lián)合陰極作用機(jī)制分析
    5.3 五室MFC鉻回收系統(tǒng)沉淀轉(zhuǎn)化機(jī)制
        5.3.1 Cr(Ⅵ)還原期間化學(xué)陰極及沉淀區(qū)含鉻離子變化
        5.3.2 Cr(Ⅵ)最大限度還原后沉淀區(qū)鉻離子變化
    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)表的論文及其它成果
致謝



本文編號(hào)：3741461