本文關(guān)鍵詞：光合藻類微生物燃料電池產(chǎn)電特性及處理苯胺廢水研究

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【摘要】：能源的過度利用、水資源短缺及環(huán)境污染現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,這對(duì)于人類和國(guó)家的發(fā)展有著很大的制約作用。因此目前國(guó)家著重于研究新能源的開發(fā)和利用,微生物燃料電池(MFC)作為環(huán)境工程領(lǐng)域的新技術(shù)備受關(guān)注。MFC是一種可持續(xù)的能源環(huán)境技術(shù)。一般而言,傳統(tǒng)MFC像普通電池一樣,都有陰陽(yáng)兩極,陰極填充物質(zhì)有很多,根據(jù)填充物種類不同,可分為生物陰極和非生物陰極兩種。例如空氣陰極就屬于非生物陰極,這種電池在研究中運(yùn)用的十分普遍,可是卻有不少缺點(diǎn),比如需要耗費(fèi)很多成本,生產(chǎn)過程較為復(fù)雜,難以再次回收利用,導(dǎo)致二次污染的幾率很高等等。因此本文將MFC與藻類結(jié)合,得出一種廢水處理的新技術(shù)即光合藻類微生物燃料電池(PAMFC)。通過研究不同因素對(duì)PAMFC產(chǎn)電特性的影響,以及對(duì)苯胺廢水和COD的降解情況來確定所構(gòu)建的PAMFC的最佳運(yùn)行條件以及其可行性,并進(jìn)一步研究了在PAMFC中小球藻的生長(zhǎng)狀況,得到以下主要結(jié)論：(1)通過在陽(yáng)極添加不同底物,在溫度、光照強(qiáng)度以及陽(yáng)極液pH值不同的條件下,對(duì)PAMFC運(yùn)行時(shí)的電壓隨時(shí)間變化曲線、極化曲線和功率密度曲線進(jìn)行對(duì)比分析。經(jīng)研究可得到PAMFC的最佳運(yùn)行條件為以乙酸鈉作為陽(yáng)極底物,溫度為30℃,光照強(qiáng)度為12W,pH為6。電池的產(chǎn)電性能與環(huán)境因素密切相關(guān),改變其影響因素可以有效的調(diào)節(jié)其產(chǎn)電性能。(2) PAMFC在以乙酸鈉作為陽(yáng)極底物,溫度為30℃,光照強(qiáng)度為12W,pH為6的條件下運(yùn)行,考察以不同初始濃度的乙酸鈉和苯胺共基作為PAMFC底物時(shí)的電池產(chǎn)電特性及對(duì)苯胺和COD的降解情況。研究表明PAMFC對(duì)苯胺和COD有著較好的去除效果,且當(dāng)陽(yáng)極液中加入適量的乙酸鈉溶液時(shí),PAMFC不僅有較好的產(chǎn)電特性,并且能夠提高苯胺和COD的去除率,去除率能夠達(dá)到80%。且PAMFC在閉路的情況下更有利于苯胺物質(zhì)的降解。(3)通過分析PAMFC在不處理苯胺廢水、PAMFC處理苯胺廢水和對(duì)照組三種不同條件下小球藻的生長(zhǎng)狀況、小球藻的生長(zhǎng)曲線、葉綠素含量及營(yíng)養(yǎng)含量�？梢缘玫�,PAMFC在處理苯胺類物質(zhì)且獲得電能的同時(shí),能夠獲得額外的藻類生物量、色素價(jià)值以及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：光合藻類微生物燃料電池 苯胺廢水 小球藻 生物量
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;TM911.45
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-18
• 1.1 選題背景9-10
• 1.2 MFC的研究現(xiàn)狀10-16
• 1.2.1 MFC的工作原理10-11
• 1.2.2 MFC的分類11-12
• 1.2.3 MFC的材料12-13
• 1.2.4 MFC的研究進(jìn)展13-16
• 1.3 課題研究的目的與主要內(nèi)容16-18
• 1.3.1 研究目的與意義16-17
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 實(shí)驗(yàn)條件與研究方法18-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料18-23
• 2.1.1 菌種18
• 2.1.2 陽(yáng)極培養(yǎng)液18-19
• 2.1.3 陰極培養(yǎng)液19
• 2.1.4 苯胺廢水的配置19
• 2.1.5 電極材料及電極制作19-20
• 2.1.6 質(zhì)子交換膜20
• 2.1.7 實(shí)驗(yàn)裝置20-21
• 2.1.8 其他實(shí)驗(yàn)器材21-22
• 2.1.9 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目及分析方法22-23
• 2.2 電池性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)及方法23-25
• 2.2.1 電池的電壓和電流23
• 2.2.2 功率及功率密度23-24
• 2.2.3 極化曲線24
• 2.2.4 功率密度曲線24
• 2.2.5 COD的去除效率24-25
• 第3章 PAMFC的產(chǎn)電特性及其影響因素的研究25-34
• 3.1 PAMFC的啟動(dòng)25-26
• 3.2 不同陽(yáng)極底物對(duì)PAMFC產(chǎn)電特性的影晌26-28
• 3.3 溫度對(duì)PAMFC產(chǎn)電特性的影晌28-29
• 3.4 光照強(qiáng)度對(duì)PAMFC產(chǎn)電特性的影晌29-31
• 3.5 PH對(duì)PAMFC產(chǎn)電特性的影晌31-32
• 3.6 本章小節(jié)32-34
• 第4章 PAMFC處理苯胺廢水及其影響因素研究34-41
• 4.1 以苯胺和乙酸鈉為陽(yáng)極底物時(shí)PAMFC產(chǎn)電特性34-37
• 4.2 PAMFC中苯胺及COD的降解特性37-38
• 4.3 在斷路和閉路兩種情況下PAMFC中苯胺及COD的降解特性38-39
• 4.4 本章小結(jié)39-41
• 第5章 PAMFC中小球藻的生長(zhǎng)狀況研究41-46
• 5.1 藻細(xì)胞干重與OD680曲線的建立41-42
• 5.2 小球藻在三種條件下的生長(zhǎng)曲線42-43
• 5.3 小球藻在三種條件下的葉綠素含量43-44
• 5.4 小球藻在三種條件下的營(yíng)養(yǎng)成分44-45
• 5.5 本章小結(jié)45-46
• 第6章 結(jié)論與建議46-47
• 6.1 結(jié)論46
• 6.2 建議46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文52

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