本論文將微生物燃料電池(microbial fuel cells,MFCs)與傳統電絮凝技術(electrocoagulation,EC)相耦合,構建了用于處理含油廢水的無需額外供電的生物電絮凝體系(MFC-EC)。該體系通過EC去除廢水中大部分的油脂、有機物及顆粒污染物等,出水進入MFC繼續(xù)進行生物降解。同時,MFC降解廢水產生的電能被原位用來維持EC的運行。此耦合體系使每項技術發(fā)揮各自優(yōu)勢,避免單一方法的局限性,具有重要的學術價值和應用潛力。MFC反應器利用厭氧活性污泥啟動,運行穩(wěn)定后MFC的最大功率密度為613.6±10 mW/m²。選取產電性能相近的四個MFC反應器串聯充當EC的電源,并通過正交實驗優(yōu)化實驗條件。結果表明,在極板間距1 cm、極板面積24 cm²和攪拌速度360 r/min時,EC對含油廢水的處理效果最佳。以EC出水為底物的MFC電池組作為EC電源處理含油廢水,并與直流電源進行對比。結果表明,以四個EC出水為底物的MFC串聯供電時,電池組的電壓、電流以及對含油廢水的處理效果均與直流電源情況相近,且好于以四個MFC并聯供...

【文章頁數】：79 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文獻綜述
    1.1 含油廢水的特點及處理現狀
        1.1.1 含油廢水的來源及特點
        1.1.2 含油廢水的危害
        1.1.3 含油廢水的處理現狀
    1.2 微生物燃料電池的研究進展
        1.2.1 微生物燃料電池的研究背景
        1.2.2 微生物燃料電池組成及產電機理
        1.2.3 微生物燃料電池產電影響因素
        1.2.4 微生物燃料電池在廢水處理中的應用
    1.3 電絮凝技術的研究進展
        1.3.1 電絮凝技術的研究背景
        1.3.2 電絮凝技術作用機理
        1.3.3 電絮凝技術在廢水處理中的應用
        1.3.4 電絮凝技術的發(fā)展趨勢
第2章 研究內容與實驗方案
    2.1 研究內容和技術路線
        2.1.1 研究內容
        2.1.2 技術路線
    2.2 實驗方案
        2.2.1 含油廢水來源
        2.2.2 實驗材料
        2.2.3 實驗方法
第3章 單室MFC的啟動及馴化
    3.1 單室MFC的啟動
        3.1.1 啟動期的電壓
        3.1.2 穩(wěn)定期的電化學特征
    3.2 含油廢水為底物MFC的馴化
        3.2.0 馴化期的電壓
        3.2.1 馴化后的電化學特征
        3.2.2 馴化后的出水水質
    3.3 本章小結
第4章 MFC-EC聯用體系對含油廢水的處理
    4.1 EC的實驗條件優(yōu)化
        4.1.1 EC極板間距的影響
        4.1.2 EC極板面積的影響
        4.1.3 EC攪拌速度的影響
        4.1.4 正交實驗
    4.2 MFC電池組作為EC的供電電源
        4.2.1 MFC串聯-EC體系的電化學特征
        4.2.2 MFC并聯-EC體系的電化學特征
        4.2.3 直流電源-EC體系的電化學特征
        4.2.4 含油廢水的EC出水水質
    4.3 MFC對 EC出水的處理效果
        4.3.1 EC出水作底物的電壓
        4.3.2 EC出水作底物的電化學特征
        4.3.3 EC出水作底物的MFC出水水質
    4.4 MFC-EC聯用體系對含油廢水的總處理效果
        4.4.1 含油廢水的常規(guī)水質指標分析
        4.4.2 含油廢水的三維熒光光譜解析
        4.4.3 含油廢水的高分辨質譜解析
    4.5 本章小結
第5章 微生物燃料電池陽極微生物的分離鑒定
    5.1 樣品基本信息分析
        5.1.1 數據預處理
        5.1.2 PCR擴增產物優(yōu)化
    5.2 微生物群落結構多樣性分析
        5.2.1 α 多樣性指數
        5.2.2 樣品群落組成
        5.2.3 群落鑒定結果
    5.3 本章小結
第6章 結論
參考文獻
附錄 A 微生物燃料電池營養(yǎng)液
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文及研究成果



本文編號：3777227