基于好氧顆粒污泥的微生物燃料電池的構(gòu)建及其應(yīng)用試驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-16 07:24
微生物燃料電池(Microbial Fuel Cell,MFC)是一種通過(guò)微生物的催化作用,將基質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。本研究采用雙筒型MFC,并將其與好氧顆粒污泥技術(shù)(Aerobic Granular Sludge)耦合,構(gòu)建基于好氧顆粒污泥的微生物燃料電池(MFC-AGS)處理體系,并將其應(yīng)用于處理垃圾滲濾液,考察其污染物去除及產(chǎn)電性能,探討工藝運(yùn)行條件,分析功能微生物種群結(jié)構(gòu)變化,研究成果可為此組合工藝的實(shí)際應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)支撐。本研究主要結(jié)論如下:(1)基于好氧顆粒污泥的微生物燃料電池以間歇式方式啟動(dòng),以培養(yǎng)MFC微生物。每20 h為一個(gè)周期,陽(yáng)極室,攪拌19.5 h,沉淀30 min排水,排水比為2:3,陰極室,曝氣20 h,沉淀3 min,排水為2:3。開(kāi)始時(shí),系統(tǒng)傳輸?shù)碾妷盒盘?hào)逐漸升高,最高電壓達(dá)到157 mV。微生物馴化結(jié)束后,最高輸出電壓約459mV,且在一段較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)都能保持較高的電壓輸出。啟動(dòng)結(jié)束后,燃料電池以連續(xù)進(jìn)水方式運(yùn)行。(2)水力停留時(shí)間(HRT)延長(zhǎng),有益于陽(yáng)極室中電子的轉(zhuǎn)移,從而增強(qiáng)產(chǎn)電性能,及污染物去除效果。HRT 72 h,系統(tǒng)...
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 微生物燃料電池及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.1.1 微生物燃料電池的工作原理
1.1.2 MFC的構(gòu)型
1.1.3 微生物燃料電池在廢水處理中的應(yīng)用
1.2 好氧顆粒污泥及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.2.1 好氧顆粒污泥及其形成機(jī)理
1.2.2 好氧顆粒污泥在廢水處理中的應(yīng)用
1.3 垃圾滲濾液及其處理技術(shù)研究
1.3.1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生及危害
1.3.2 垃圾滲濾液處理技術(shù)研究
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 SEM
2.2 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)
2.3 電壓采集
2.4 基于好氧顆粒污泥MFC反應(yīng)器的構(gòu)建
2.5 污泥接種與培養(yǎng)
2.6 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.6.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.7 常規(guī)分析項(xiàng)目與方法
2.7.1 常規(guī)分析項(xiàng)目
第3章 顆粒污泥微生物燃料電池處理垃圾滲濾液性能研究
3.1 引言
3.2 極化曲線與功率密度曲線
3.3 電化學(xué)測(cè)試和分析
3.4 MFC的啟動(dòng)
3.5 HRT對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
3.5.1 HRT對(duì)MFC去除COD的影響
3.5.2 HRT對(duì)MFC脫氮的影響
3.5.3 HRT對(duì)MFC除磷的影響
3.5.4 HRT對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
3.6 外接電阻對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
3.6.1 外接電阻對(duì)MFC去除COD的影響
3.6.2 外接電阻對(duì)MFC脫氮的影響
3.6.3 外接電阻對(duì)MFC除磷的影響
3.6.4 外接電阻對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 外接電壓對(duì)顆粒污泥微生物燃料電池處理垃圾滲濾液性能的影響
4.1 引言
4.2 外加電壓對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
4.2.1 外加電壓對(duì)MFC去除COD的影響
4.2.2 外加電壓對(duì)MFC脫氮的影響
4.2.3 外加電壓對(duì)MFC除磷的影響
4.2.4 外加電壓對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
4.3 光照時(shí)間對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
4.3.1 光照時(shí)間對(duì)MFC去除COD的影響
4.3.2 光照時(shí)間對(duì)MFC脫氮的影響
4.3.3 光照時(shí)間對(duì)MFC除磷的影響
4.3.4 光照時(shí)間對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 好氧顆粒污泥微生物燃料電池微生物種群結(jié)構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 高通量測(cè)序
5.3 細(xì)菌的門水平分布
5.3.1 好氧顆粒污泥細(xì)菌的門水平分布
5.3.2 厭氧污泥門的細(xì)菌水平分布
5.4 細(xì)菌的屬水平分布
5.4.1 好氧顆粒污泥細(xì)菌的屬水平分布
5.4.2 厭氧污泥細(xì)菌的屬水平分布
5.5 功能基因分類
5.5.1 好氧顆粒污泥功能基因分類
5.5.2 厭氧污泥功能基因分類
5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微生物燃料電池(MFC)處理垃圾滲濾液與同步產(chǎn)電性能[J]. 伍元東,呂乾川,賈紅華,鄭濤,鄧麗芳,雍曉雨. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用[J]. 羅丹,晏云鵬,全學(xué)軍. 化工進(jìn)展. 2015(08)
[3]血栓通治療不穩(wěn)定型心絞痛的臨床療效研究[J]. 李妮妮. 實(shí)用心腦肺血管病雜志. 2014(12)
[4]采用浸入式超濾膜處理垃圾滲濾液的中試研究[J]. 陳清,楊芳. 膜科學(xué)與技術(shù). 2012(05)
[5]兩瓶型微生物燃料電池處理垃圾滲濾液的研究[J]. 謝珊,梁鵬,李亮,黃霞. 中國(guó)給水排水. 2011(15)
[6]外加電場(chǎng)生物去污除磷的試驗(yàn)研究[J]. 夏宏生. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2006(12)
博士論文
[1]雙污泥誘導(dǎo)結(jié)晶磷回收機(jī)理與工藝節(jié)能減排研究[D]. 代洪亮.東南大學(xué) 2017
[2]雙室微生物燃料電池脫氮特性及微生物學(xué)機(jī)理研究[D]. 趙慧敏.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
碩士論文
[1]太陽(yáng)能電池—微生物燃料電池產(chǎn)電及對(duì)底泥的修復(fù)影響[D]. 王健.華南理工大學(xué) 2017
[2]基于功能分類的水平轉(zhuǎn)移基因的預(yù)測(cè)研究[D]. 王雪振.湘潭大學(xué) 2015
[3]組合微生物燃料電池對(duì)廢水的除碳脫氮產(chǎn)電性能研究[D]. 李亮.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2011
本文編號(hào):3627617
【文章來(lái)源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:84 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 微生物燃料電池及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.1.1 微生物燃料電池的工作原理
1.1.2 MFC的構(gòu)型
1.1.3 微生物燃料電池在廢水處理中的應(yīng)用
1.2 好氧顆粒污泥及其在廢水處理中的應(yīng)用
1.2.1 好氧顆粒污泥及其形成機(jī)理
1.2.2 好氧顆粒污泥在廢水處理中的應(yīng)用
1.3 垃圾滲濾液及其處理技術(shù)研究
1.3.1 垃圾滲濾液的產(chǎn)生及危害
1.3.2 垃圾滲濾液處理技術(shù)研究
1.4 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與方法
2.1 SEM
2.2 好氧顆粒污泥的培養(yǎng)
2.3 電壓采集
2.4 基于好氧顆粒污泥MFC反應(yīng)器的構(gòu)建
2.5 污泥接種與培養(yǎng)
2.6 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器
2.6.1 實(shí)驗(yàn)試劑
2.6.2 實(shí)驗(yàn)儀器
2.7 常規(guī)分析項(xiàng)目與方法
2.7.1 常規(guī)分析項(xiàng)目
第3章 顆粒污泥微生物燃料電池處理垃圾滲濾液性能研究
3.1 引言
3.2 極化曲線與功率密度曲線
3.3 電化學(xué)測(cè)試和分析
3.4 MFC的啟動(dòng)
3.5 HRT對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
3.5.1 HRT對(duì)MFC去除COD的影響
3.5.2 HRT對(duì)MFC脫氮的影響
3.5.3 HRT對(duì)MFC除磷的影響
3.5.4 HRT對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
3.6 外接電阻對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
3.6.1 外接電阻對(duì)MFC去除COD的影響
3.6.2 外接電阻對(duì)MFC脫氮的影響
3.6.3 外接電阻對(duì)MFC除磷的影響
3.6.4 外接電阻對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
3.7 本章小結(jié)
第4章 外接電壓對(duì)顆粒污泥微生物燃料電池處理垃圾滲濾液性能的影響
4.1 引言
4.2 外加電壓對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
4.2.1 外加電壓對(duì)MFC去除COD的影響
4.2.2 外加電壓對(duì)MFC脫氮的影響
4.2.3 外加電壓對(duì)MFC除磷的影響
4.2.4 外加電壓對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
4.3 光照時(shí)間對(duì)MFC污染物去除及產(chǎn)電性能的影響
4.3.1 光照時(shí)間對(duì)MFC去除COD的影響
4.3.2 光照時(shí)間對(duì)MFC脫氮的影響
4.3.3 光照時(shí)間對(duì)MFC除磷的影響
4.3.4 光照時(shí)間對(duì)MFC產(chǎn)電性能的影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 好氧顆粒污泥微生物燃料電池微生物種群結(jié)構(gòu)分析
5.1 引言
5.2 高通量測(cè)序
5.3 細(xì)菌的門水平分布
5.3.1 好氧顆粒污泥細(xì)菌的門水平分布
5.3.2 厭氧污泥門的細(xì)菌水平分布
5.4 細(xì)菌的屬水平分布
5.4.1 好氧顆粒污泥細(xì)菌的屬水平分布
5.4.2 厭氧污泥細(xì)菌的屬水平分布
5.5 功能基因分類
5.5.1 好氧顆粒污泥功能基因分類
5.5.2 厭氧污泥功能基因分類
5.6 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]微生物燃料電池(MFC)處理垃圾滲濾液與同步產(chǎn)電性能[J]. 伍元東,呂乾川,賈紅華,鄭濤,鄧麗芳,雍曉雨. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(04)
[2]膜分離技術(shù)在垃圾滲濾液處理中的應(yīng)用[J]. 羅丹,晏云鵬,全學(xué)軍. 化工進(jìn)展. 2015(08)
[3]血栓通治療不穩(wěn)定型心絞痛的臨床療效研究[J]. 李妮妮. 實(shí)用心腦肺血管病雜志. 2014(12)
[4]采用浸入式超濾膜處理垃圾滲濾液的中試研究[J]. 陳清,楊芳. 膜科學(xué)與技術(shù). 2012(05)
[5]兩瓶型微生物燃料電池處理垃圾滲濾液的研究[J]. 謝珊,梁鵬,李亮,黃霞. 中國(guó)給水排水. 2011(15)
[6]外加電場(chǎng)生物去污除磷的試驗(yàn)研究[J]. 夏宏生. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2006(12)
博士論文
[1]雙污泥誘導(dǎo)結(jié)晶磷回收機(jī)理與工藝節(jié)能減排研究[D]. 代洪亮.東南大學(xué) 2017
[2]雙室微生物燃料電池脫氮特性及微生物學(xué)機(jī)理研究[D]. 趙慧敏.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
碩士論文
[1]太陽(yáng)能電池—微生物燃料電池產(chǎn)電及對(duì)底泥的修復(fù)影響[D]. 王健.華南理工大學(xué) 2017
[2]基于功能分類的水平轉(zhuǎn)移基因的預(yù)測(cè)研究[D]. 王雪振.湘潭大學(xué) 2015
[3]組合微生物燃料電池對(duì)廢水的除碳脫氮產(chǎn)電性能研究[D]. 李亮.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) 2011
本文編號(hào):3627617
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