MFC-MBR耦合系統(tǒng)能量流調(diào)控研究
發(fā)布時(shí)間:2022-08-02 13:16
微生物燃料電池(MFC)-膜生物反應(yīng)器(MBR)耦合系統(tǒng)直接利用廢水中化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能用于減緩MBR膜污染。但是兩生物反應(yīng)器的在運(yùn)行過程中競(jìng)爭(zhēng)系統(tǒng)能量,可能會(huì)影響耦合系統(tǒng)膜過濾性能。本課題基于上述背景,通過改變MFC工藝因子調(diào)控能量在產(chǎn)電和代謝途徑上的分配,實(shí)現(xiàn)選擇性發(fā)揮MFC有機(jī)物降解和產(chǎn)電性能的目的。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)不同負(fù)荷的有機(jī)廢水,動(dòng)態(tài)調(diào)控耦合系統(tǒng)中能量分配,最終達(dá)到耦合系統(tǒng)最佳的膜污染減緩效果。此外,為了深入探討電場(chǎng)減緩膜污染機(jī)理,對(duì)活性污泥中膜污染物組分進(jìn)行分離和過濾性能的研究。研究結(jié)果表明:(1)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物燃料電池產(chǎn)電和有機(jī)物降解性能的調(diào)控。根據(jù)進(jìn)水中不同的負(fù)荷水平,改變工藝因子動(dòng)態(tài)分配產(chǎn)電和代謝途徑的能量,選擇性發(fā)揮產(chǎn)電或有機(jī)物降解性能,從而為耦合系統(tǒng)中調(diào)控MFC性能做準(zhǔn)備。(2)根據(jù)不同進(jìn)水負(fù)荷利用污泥濃度和MFC能量調(diào)控結(jié)論,動(dòng)態(tài)調(diào)控能量在MFC和MBR之間的分配,使MFC-MBR耦合系統(tǒng)達(dá)到最佳的膜污染減緩效果。當(dāng)MBR進(jìn)水負(fù)荷Nv<0.14kg-COD/(m3·d)時(shí),耦合系統(tǒng)應(yīng)停止運(yùn)行MFC,MBR 在低污泥濃度(5000mg/L)運(yùn)行;當(dāng) Nv=...
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 微生物燃料電池
1.1.1 微生物燃料電池簡(jiǎn)介
1.1.2 微生物燃料電池工作原理
1.1.3 微生物燃料電池影響因素和研究現(xiàn)狀
1.1.4 微生物燃料電池應(yīng)用
1.2 膜生物反應(yīng)器
1.2.1 膜生物反應(yīng)器簡(jiǎn)介
1.2.2 MBR膜污染
1.3 MFC-MBR耦合系統(tǒng)形成和發(fā)展以及存在的問題
1.4 研究的內(nèi)容及意義
1.4.1 研究的內(nèi)容
1.4.2 研究的意義
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置及分析方法
2.1 微生物燃料電池(MFC)
2.2 MFG-MBR (EMBR)耦合系統(tǒng)
2.3 測(cè)定和分析方法
第三章 MFC能量分配調(diào)控
3.1 電化學(xué)性能測(cè)定
3.2 工藝因子對(duì)MFC能量調(diào)控分配
3.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 MFC有機(jī)物降解性能
3.2.3 MFC能量分配分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 MFC-MBR耦合系統(tǒng)能量分配研究
4.1 耦合系統(tǒng)物質(zhì)流
4.2 膜污染狀況分析
4.2.1 MBR過膜壓力(TMP)分析
4.2.2 膜污染阻力分析
4.2.3 胞外聚合物的分析
4.3 耦合系統(tǒng)能量調(diào)控
4.4 本章小結(jié)
第五章 電場(chǎng)中膜污染物污染傾向特征研究
5.1 膜污染物過濾性能實(shí)驗(yàn)
5.1.1 過膜壓力(TMP)分析
5.1.2 阻力分析
5.2 電場(chǎng)處理膜污染物過濾實(shí)驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]榨菜廢水MFC多周期運(yùn)行產(chǎn)電性能及COD降解[J]. 付國(guó)楷,張林防,郭飛,劉進(jìn),張智. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(04)
[2]GO/PEDOT復(fù)合材料修飾陽極的制備及其在MFC中的應(yīng)用[J]. 霍慶城,黃仁亮,齊崴,蘇榮欣,何志敏. 化工學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]微生物燃料電池生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及其研究進(jìn)展[J]. 張宏偉,鄭雅文,王捷,郭幸斐. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]化學(xué)氧化改性微生物燃料電池陽極[J]. 周宇,劉中良,侯俊先,楊斯琦,李艷霞,邱文革. 化工學(xué)報(bào). 2015(03)
[5]超濾膜為分隔膜的雙室微生物燃料電池的產(chǎn)電特性[J]. 于豐瑋,王捷,鄭雅文,張曉君,廖躍仙. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電的影響因素[J]. 葉曄捷,宋天順,徐源,陳英文,祝社民,沈樹寶. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]活性污泥中微生物胞外聚合物(EPS)影響膜污染機(jī)理研究[J]. 劉陽,張捍民,楊鳳林. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]單室直接微生物燃料電池的陰極制作及構(gòu)建[J]. 祝學(xué)遠(yuǎn),馮雅麗,李少華,李浩然,杜竹瑋,羅小兵. 過程工程學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]無介體微生物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 黃霞,梁鵬,曹效鑫,范明志. 中國(guó)給水排水. 2007(04)
[10]直接微生物燃料電池的構(gòu)建及初步研究[J]. 連靜,馮雅麗,李浩然,劉志丹,周良. 過程工程學(xué)報(bào). 2006(03)
博士論文
[1]基于質(zhì)子傳輸強(qiáng)化的微生物燃料電池傳輸特性及性能強(qiáng)化[D]. 張亮.重慶大學(xué) 2014
[2]微生物燃料電池能量特性研究[D]. 張培遠(yuǎn).北京工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]膜生物電化學(xué)反應(yīng)器運(yùn)行效果及膜污染特性研究[D]. 李俐頻.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]運(yùn)行條件對(duì)MBR膜污染調(diào)控的微生物學(xué)研究[D]. 辛?xí)詵|.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]MFC-MBR耦合系統(tǒng)運(yùn)行效果研究[D]. 王翠娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3668591
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 微生物燃料電池
1.1.1 微生物燃料電池簡(jiǎn)介
1.1.2 微生物燃料電池工作原理
1.1.3 微生物燃料電池影響因素和研究現(xiàn)狀
1.1.4 微生物燃料電池應(yīng)用
1.2 膜生物反應(yīng)器
1.2.1 膜生物反應(yīng)器簡(jiǎn)介
1.2.2 MBR膜污染
1.3 MFC-MBR耦合系統(tǒng)形成和發(fā)展以及存在的問題
1.4 研究的內(nèi)容及意義
1.4.1 研究的內(nèi)容
1.4.2 研究的意義
第二章 實(shí)驗(yàn)裝置及分析方法
2.1 微生物燃料電池(MFC)
2.2 MFG-MBR (EMBR)耦合系統(tǒng)
2.3 測(cè)定和分析方法
第三章 MFC能量分配調(diào)控
3.1 電化學(xué)性能測(cè)定
3.2 工藝因子對(duì)MFC能量調(diào)控分配
3.2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 MFC有機(jī)物降解性能
3.2.3 MFC能量分配分析
3.3 本章小結(jié)
第四章 MFC-MBR耦合系統(tǒng)能量分配研究
4.1 耦合系統(tǒng)物質(zhì)流
4.2 膜污染狀況分析
4.2.1 MBR過膜壓力(TMP)分析
4.2.2 膜污染阻力分析
4.2.3 胞外聚合物的分析
4.3 耦合系統(tǒng)能量調(diào)控
4.4 本章小結(jié)
第五章 電場(chǎng)中膜污染物污染傾向特征研究
5.1 膜污染物過濾性能實(shí)驗(yàn)
5.1.1 過膜壓力(TMP)分析
5.1.2 阻力分析
5.2 電場(chǎng)處理膜污染物過濾實(shí)驗(yàn)
5.3 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與建議
6.1 結(jié)論
6.2 建議
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]榨菜廢水MFC多周期運(yùn)行產(chǎn)電性能及COD降解[J]. 付國(guó)楷,張林防,郭飛,劉進(jìn),張智. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2017(04)
[2]GO/PEDOT復(fù)合材料修飾陽極的制備及其在MFC中的應(yīng)用[J]. 霍慶城,黃仁亮,齊崴,蘇榮欣,何志敏. 化工學(xué)報(bào). 2016(10)
[3]微生物燃料電池生物傳感器在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用及其研究進(jìn)展[J]. 張宏偉,鄭雅文,王捷,郭幸斐. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(01)
[4]化學(xué)氧化改性微生物燃料電池陽極[J]. 周宇,劉中良,侯俊先,楊斯琦,李艷霞,邱文革. 化工學(xué)報(bào). 2015(03)
[5]超濾膜為分隔膜的雙室微生物燃料電池的產(chǎn)電特性[J]. 于豐瑋,王捷,鄭雅文,張曉君,廖躍仙. 天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(04)
[6]微生物燃料電池產(chǎn)電的影響因素[J]. 葉曄捷,宋天順,徐源,陳英文,祝社民,沈樹寶. 過程工程學(xué)報(bào). 2009(03)
[7]活性污泥中微生物胞外聚合物(EPS)影響膜污染機(jī)理研究[J]. 劉陽,張捍民,楊鳳林. 高;瘜W(xué)工程學(xué)報(bào). 2008(02)
[8]單室直接微生物燃料電池的陰極制作及構(gòu)建[J]. 祝學(xué)遠(yuǎn),馮雅麗,李少華,李浩然,杜竹瑋,羅小兵. 過程工程學(xué)報(bào). 2007(03)
[9]無介體微生物燃料電池的研究進(jìn)展[J]. 黃霞,梁鵬,曹效鑫,范明志. 中國(guó)給水排水. 2007(04)
[10]直接微生物燃料電池的構(gòu)建及初步研究[J]. 連靜,馮雅麗,李浩然,劉志丹,周良. 過程工程學(xué)報(bào). 2006(03)
博士論文
[1]基于質(zhì)子傳輸強(qiáng)化的微生物燃料電池傳輸特性及性能強(qiáng)化[D]. 張亮.重慶大學(xué) 2014
[2]微生物燃料電池能量特性研究[D]. 張培遠(yuǎn).北京工業(yè)大學(xué) 2011
碩士論文
[1]膜生物電化學(xué)反應(yīng)器運(yùn)行效果及膜污染特性研究[D]. 李俐頻.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[2]運(yùn)行條件對(duì)MBR膜污染調(diào)控的微生物學(xué)研究[D]. 辛?xí)詵|.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[3]MFC-MBR耦合系統(tǒng)運(yùn)行效果研究[D]. 王翠娜.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
本文編號(hào):3668591
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