發(fā)布時(shí)間：2023-04-19 20:34

　　本文通過(guò)構(gòu)建濕地型微生物燃料電池(Constructed wetland microbial fuel cell,簡(jiǎn)稱(chēng):CW-MFC)來(lái)研究其凈水和產(chǎn)電效能。通過(guò)數(shù)值模擬得到系統(tǒng)最佳運(yùn)行參數(shù),指導(dǎo)實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究底物種類(lèi)、三價(jià)鐵離子對(duì)系統(tǒng)性能的影響,并將CW-MFC與CW做凈水性能比較。通過(guò)以下研究獲得了有價(jià)值的結(jié)論。構(gòu)建CW-MFC模型,利用COMSOL Multiphysics軟件對(duì)系統(tǒng)的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種情況進(jìn)行數(shù)值模擬,結(jié)果表明:水力停留時(shí)間兩天,底物濃度為3.9mol/m³時(shí),底物去除率最高和能量轉(zhuǎn)化效率最高,更符合CW-MFC系統(tǒng)預(yù)期。搭建試驗(yàn)臺(tái),選取甲醇(C1)、醋酸鹽(C2)、葡萄糖(C6)和淀粉(C11)作為底物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究底物對(duì)CW-MFC性能的影響,結(jié)果表明:以醋酸鹽為底物CW-MFC表現(xiàn)出最佳的電性能,最大輸出電壓為148mv,內(nèi)阻為190?,COD和氨氮去除率分別達(dá)到為79.3%和84.2%。通過(guò)分析CW-MFC不同位置出口有機(jī)物濃度,分析有機(jī)底物產(chǎn)能及轉(zhuǎn)化機(jī)理,結(jié)果表明:CW-MFC系統(tǒng)中有機(jī)物濃度從系統(tǒng)的底部到頂部減少,離表面越近,水...

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 濕地型微生物燃料電池的簡(jiǎn)介
        1.2.1 人工濕地和微生物燃料電池的簡(jiǎn)介
        1.2.2 濕地型微生物燃料電池的概念和原理
        1.2.3 濕地型微生物燃料電池的性能影響因素
    1.3 CW-MFC國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 底物種類(lèi)的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 濕地型微生物燃料電池研究現(xiàn)狀
        1.3.3 三價(jià)鐵離子對(duì)CW-MFC性能影響的研究現(xiàn)狀
        1.3.4 CW-MFC的機(jī)理模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.5 國(guó)內(nèi)外研究綜述分析
    1.4 本課題的研究?jī)?nèi)容及研究方案
        1.4.1 課題研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 課題研究方案
第2章 材料與方法
    2.1 濕地型微生物燃料電池系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與搭建
        2.1.1 濕地型微生物燃料電池系統(tǒng)的材料
        2.1.2 系統(tǒng)的搭建
        2.1.3 系統(tǒng)的接種與啟動(dòng)
    2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)定方法
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器
        2.2.3 產(chǎn)電凈水性能的測(cè)定方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 濕地型微生物燃料電池模擬研究
    3.1 引言
    3.2 模型介紹及數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 CW- MFC的運(yùn)行過(guò)程
        3.2.2 CW-MFC的數(shù)學(xué)模型建立
        3.2.3 CW- MFC的數(shù)學(xué)模型邊界條件設(shè)定
    3.3 模擬結(jié)果分析
        3.3.1 無(wú)介體濕地型微生物燃料電池初步模擬結(jié)果
        3.3.2 流速對(duì)濕地型微生物燃料電池的影響
        3.3.3 底物濃度對(duì)濕地型微生物燃料電池的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 濕地型微生物燃料電池實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 底物類(lèi)型對(duì)濕地型生物燃料電池性能的影響
        4.1.1 引言
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)操作與方法
        4.1.3 底物種類(lèi)對(duì)CW -MFC產(chǎn)電性能影響
        4.1.4 CW –MFC凈水性能分析
    4.2 底物在濕地型微生物燃料電池不同出口處凈水性能比較
        4.2.1 引言
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)操作與方法
        4.2.3 底物種類(lèi)對(duì)CW -MFC不同采樣口處凈水性能影響
    4.3 三價(jià)鐵離子濃度對(duì)濕地型生物燃料電池性能的影響
        4.3.1 引言
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)操作與方法
        4.3.3 CW -MFC產(chǎn)電性能分析
        4.3.4 CW –MFC凈水性能分析
    4.4 人工濕地與濕地型微生物燃料電池凈水性能比較
        4.4.1 引言
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)操作與方法
        4.4.3 CW和CW –MFC凈水性能分析比較
    4.5 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)：3794174