微生物電容脫鹽燃料電池(Microbial capacity desalination cell，MCDC）是在微生物脫鹽燃料電池（Microbial desalination cell，MDC）基礎(chǔ)上，發(fā)展的一種最新型集脫鹽、水處理和產(chǎn)能為一體的技術(shù)。濱海地區(qū)的污水處理廠出水一般都含有較高鹽濃度，傳統(tǒng)脫鹽工藝需要較高能耗。利用MCDC技術(shù)有望實(shí)現(xiàn)再生水零能耗脫鹽，具有良好應(yīng)用前景。但是該項(xiàng)新技術(shù)目前還存在多個(gè)關(guān)鍵問題需要突破，例如陰極室溶液鹽度、pH升高加重膜污染、反應(yīng)器長期運(yùn)行效果不穩(wěn)定等。本論文以提高脫鹽效能和運(yùn)行穩(wěn)定性為主要目標(biāo)，開展了MCDC反應(yīng)器結(jié)構(gòu)對比及脫鹽效能與機(jī)理研究。 為了調(diào)整鹽度分配和改善陰極液pH升高問題，開發(fā)了三種新構(gòu)型反應(yīng)器：(1)采用陽離子交換膜（CEM）分隔陽極室與脫鹽室，陰離子交換膜(AEM)分隔脫鹽室與陰極室，該反應(yīng)器命名為E-MCDC，以實(shí)現(xiàn)在脫除脫鹽室溶液鹽度的同時(shí)，對陰陽極室溶液進(jìn)行部分脫鹽。(2)采用兩張AEM分隔三室，該反應(yīng)器命名為A-MCDC。實(shí)現(xiàn)對脫鹽室、陰極室同時(shí)脫鹽和緩解了陰極室pH波動的效果。(3)采用兩張CEM分隔三室，該反應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 含鹽廢水來源
        1.1.2 常用淡化技術(shù)
        1.1.3 存在的主要問題
    1.2 微生物脫鹽燃料電池(MDC)技術(shù)
        1.2.1 工作原理及構(gòu)型
        1.2.2 產(chǎn)電微生物及電子傳遞機(jī)制
        1.2.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.4 MDC 的優(yōu)勢與不足
    1.3 微生物電容脫鹽燃料電池(MCDC)的提出
        1.3.1 電容去離子的原理與裝置
        1.3.2 生物電化學(xué)系統(tǒng)技術(shù)與電容去離子技術(shù)結(jié)合
    1.4 研究目的及內(nèi)容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
第二章 試驗(yàn)材料與方法
    2.1 MCDC 反應(yīng)器構(gòu)型
    2.2 電容電極的制作
        2.2.1 活性碳布纖維電極(ACC)的預(yù)處理
        2.2.2 電極制作
    2.3 MCDCs 的啟動與運(yùn)行
    2.4 分析方法
        2.4.1 電導(dǎo)率
        2.4.2 電壓
        2.4.3 COD
        2.4.4 電荷傳遞效率
        2.4.5 pH
        2.4.6 陰陽離子濃度
        2.4.7 離子交換膜表面結(jié)垢層形貌與成分
        2.4.8 MCDC 內(nèi)阻
第三章 不同結(jié)構(gòu)形式的 MCDC 的脫鹽和運(yùn)行性能比較
    3.1 試驗(yàn)材料及方法
    3.2 MCDCs 的脫鹽性能
        3.2.1 脫鹽室溶液鹽度變化
        3.2.2 陽極室溶液鹽度變化
        3.2.3 陰極室溶液鹽度變化
    3.3 MCDCs 的產(chǎn)電性能
    3.4 各室溶液 pH 變化
    3.5 循環(huán)次數(shù)對電極吸附容量的影響
    3.6 長期運(yùn)行下 MCDCs 脫鹽效果的變化
        3.6.1 電容電極間電勢差
        3.6.2 脫鹽效率
        3.6.3 系統(tǒng)內(nèi)阻
    3.7 本章小結(jié)
第四章 MCDC 的影響因素及電極再生方法
    4.1 脫鹽時(shí)間的影響
        4.1.1 脫鹽時(shí)間對脫鹽室溶液電導(dǎo)率的影響
        4.1.2 脫鹽時(shí)間對陰陽極室溶液電導(dǎo)率的影響
    4.2 鹽溶液濃度的影響
        4.2.1 鹽溶液濃度對脫鹽效率和吸附量的影響
        4.2.2 吸附等溫線的擬合
    4.3 流速的影響
    4.4 電極數(shù)目的影響
    4.5 電容電極再生方法
    4.6 本章小結(jié)
第五章 離子組成對 MCDCs 的影響
    5.1 試驗(yàn)材料與方法
    5.2 產(chǎn)電情況
    5.3 脫鹽效果
    5.4 系統(tǒng)內(nèi)阻
    5.5 膜污染情況
    5.6 總結(jié)
第六章 MCDCs 處理實(shí)際高含鹽廢水
    6.1 試驗(yàn)材料與方法
    6.2 產(chǎn)電情況
    6.3 脫鹽情況
    6.4 pH 變化
    6.5 COD 變化
    6.6 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號：4035103