廢水中的重金屬對人類健康和自然環(huán)境有極大危害,同時(shí)它作為一種有價(jià)值的資源可以通過微生物燃料電池（Microbial fuel cell,MFC）得到回收并實(shí)現(xiàn)同步產(chǎn)電。離子交換膜是雙室MFC的重要組成部分,不同類型膜的離子傳遞機(jī)制直接影響MFC的性能,成為重金屬回收的關(guān)鍵因素。本論文利用人工配制的Cr（VI）、Cu（II）及二者復(fù)合的重金屬廢水,系統(tǒng)地研究了雙極膜（BP）、陽離子交換膜（CMI）、質(zhì)子交換膜（Nafion）和陰離子交換膜（AMI）對雙室MFC產(chǎn)電性能和重金屬回收效率的影響,并詳細(xì)分析了重金屬回收過程中的膜污染問題。研究結(jié)果表明,AMI獲得了最高的產(chǎn)電性能,而Nafion的產(chǎn)電性能最低。AMI的最大功率密度為530.8 m W/m~2,遠(yuǎn)高于Nafion的最大功率密度（52.3 m W/m~2）。BP能夠有效維持溶液p H值和電導(dǎo)率,AMI與CMI次之,而Nafion導(dǎo)致陽極液變?yōu)樗嵝?抑制了產(chǎn)電菌的呼吸作用,從而使MFC性能下降。重金屬離子在MFC中的去除包括陰極還原、離子交換膜吸附和重金屬離子從陰極滲透到陽極三部分。當(dāng)處理Cr（VI）廢水時(shí),BP、AMI和CMI的重金... 

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
引言
第1章 緒論
    1.1 微生物燃料電池的發(fā)展
        1.1.1 微生物燃料電池的工作原理
        1.1.2 微生物燃料電池的結(jié)構(gòu)
        1.1.3 微生物燃料電池的應(yīng)用
    1.2 重金屬廢水的處理現(xiàn)狀
        1.2.1 重金屬廢水的來源及危害
        1.2.2 重金屬廢水的傳統(tǒng)處理技術(shù)
        1.2.3 重金屬廢水的微生物燃料電池處理技術(shù)
    1.3 研究目的與意義
第2章 實(shí)驗(yàn)方案與分析方法
    2.1 研究內(nèi)容與技術(shù)路線
        2.1.1 研究內(nèi)容
        2.1.2 技術(shù)路線
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
        2.2.1 反應(yīng)器構(gòu)建
        2.2.2 反應(yīng)器接種與啟動(dòng)
        2.2.3 溶液配制
        2.2.4 離子交換膜的預(yù)處理
    2.3 分析與計(jì)算方法
        2.3.1 電化學(xué)性能
        2.3.2 pH值及電導(dǎo)率
        2.3.3 重金屬離子濃度
        2.3.4 微觀形貌
第3章 離子交換膜對MFC性能的影響
    3.1 MFC的產(chǎn)電性能
        3.1.1 pH值
        3.1.2 電導(dǎo)率
        3.1.3 電壓-時(shí)間曲線
        3.1.4 電極電勢-時(shí)間曲線
    3.2 MFC的電化學(xué)性能
        3.2.1 極化曲線
        3.2.2 庫倫效率
        3.2.3 反應(yīng)器內(nèi)阻
    3.3 本章小結(jié)
第4章 重金屬的回收效率和還原產(chǎn)物
    4.1 重金屬的回收效率
        4.1.1 單一Cr(Ⅵ)的回收效率
        4.1.2 單一Cu(Ⅱ)的回收效率
        4.1.3 復(fù)合重金屬離子的回收效率
    4.2 重金屬陰極還原產(chǎn)物
        4.2.1 單一Cr(Ⅵ)的還原產(chǎn)物
        4.2.2 單一Cu(Ⅱ)的還原產(chǎn)物
        4.2.3 復(fù)合重金屬離子的還原產(chǎn)物
    4.3 本章小結(jié)
第5章 離子交換膜的污染表征
    5.1 離子交換膜的宏觀形貌
        5.1.1 回收Cr(Ⅵ)的膜污染
        5.1.2 回收Cu(Ⅱ)的膜污染
        5.1.3 回收復(fù)合重金屬離子的膜污染
    5.2 離子交換膜的微觀形貌
        5.2.1 回收Cr(Ⅵ)的膜污染
        5.2.2 回收Cu(Ⅱ)的膜污染
        5.2.3 回收復(fù)合重金屬離子的膜污染
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 A 微生物燃料電池營養(yǎng)液
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]重金屬廢水處理問題和對策研究[J]. 郭玲.  環(huán)境與發(fā)展. 2018(01)
[4]重金屬鉻污染的處理方法研究進(jìn)展[J]. 馬巖巖.  能源與環(huán)境. 2017(06)
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碩士論文
[1]還原沉淀法處理含鉻廢水的研究及應(yīng)用[D]. 郭壯.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3698800