微生物燃料電池(Microbial fuel cells,MFCs)是一種新型的污水處理和能量回收技術(shù),用產(chǎn)電細(xì)菌將污水中蘊(yùn)含的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,集產(chǎn)電和處理污染物于一體。把微生物燃料電池與生物脫氮技術(shù)相結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)同步脫氮和產(chǎn)電。而實(shí)際生活中涉及不同pH的廢水,且生物法處理過程的pH會(huì)發(fā)生變化,且pH影響微生物的新陳代謝活性以及種群結(jié)構(gòu),因此探究pH對MFC的產(chǎn)電及脫氮性能影響十分重要。此外,高濃度含氮廢水會(huì)對微生物產(chǎn)生很大的毒性,鳥糞石沉積法是一種高效處理高濃度氨氮廢水的技術(shù)�；诖吮尘�,本文研究pH對MFC的陽極生物膜、產(chǎn)電性能以及反硝化性能的影響機(jī)理,探究產(chǎn)電微生物對反硝化過程的影響,并且構(gòu)建原電池沉積鳥糞石系統(tǒng)作為處理高濃度氨氮廢水的預(yù)處理步驟。針對僅產(chǎn)電的MFC反應(yīng)器,研究了在不同陰陽極面積比下,pH對MFC產(chǎn)電性能以及陽極生物膜形態(tài)的影響。結(jié)果表明:堿性條件下的反應(yīng)器產(chǎn)電功率高于中性、酸性條件下的MFC產(chǎn)電功率,其中,pH=10反應(yīng)器的產(chǎn)電性能最好,pH=10碳刷反應(yīng)器的最大功率密度達(dá)1370.2mW/m²,比pH=7碳刷反應(yīng)器高103.7%。這是...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 選題背景
    1.2 微生物燃料電池簡介
        1.2.1 微生物燃料電池工作原理
        1.2.2 微生物燃料電池在污水處理領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
    1.3 pH影響微生物燃料電池產(chǎn)電和脫氮的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 pH影響微生物燃料電池產(chǎn)電的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 傳統(tǒng)生物脫氮簡介
        1.3.3 微生物燃料電池脫氮的基本原理
        1.3.4 pH影響微生物燃料電池脫氮的研究現(xiàn)狀
    1.4 pH影響鳥糞石沉積法脫氮的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的研究目的和研究內(nèi)容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)材料與方法
    2.1 微生物燃料電池的構(gòu)建
        2.1.1 反應(yīng)器構(gòu)建
        2.1.2 空氣陰極的制備
        2.1.3 陽極材料的預(yù)處理
    2.2 微生物燃料電池的啟動(dòng)及運(yùn)行
    2.3 原電池沉積鳥糞石系統(tǒng)的構(gòu)建
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.3.2 溶液配制
    2.4 電化學(xué)測試
        2.4.1 電壓采集
        2.4.2 功率密度曲線和極化曲線
        2.4.3 循環(huán)伏安掃描
        2.4.4 微分脈沖伏安法
    2.5 水質(zhì)測定
    2.6 陽極材料測試
        2.6.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.6.2 生物量測定
    2.7 X射線衍射
3 pH對微生物燃料電池產(chǎn)電及陽極生物膜的影響
    3.1 引言
    3.2 pH對MFC產(chǎn)電性能的影響
    3.3 pH對MFC陽極生物量的影響
    3.4 pH對陽極生物膜形態(tài)的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 pH對反硝化微生物燃料電池性能的影響
    4.1 引言
    4.2 啟動(dòng)及產(chǎn)電電壓曲線
    4.3 功率密度曲線
    4.4 電化學(xué)測試
    4.5 硝酸鹽及亞硝酸鹽降解曲線
    4.6 本章小結(jié)
5 pH對原電池沉積鳥糞系統(tǒng)的影響
    5.1 引言
    5.2 電極反應(yīng)對溶液pH的影響
    5.3 pH對氮磷脫除性能的影響
    5.4 最適參數(shù)的確定
    5.5 產(chǎn)物分析和成本分析
        5.5.1 產(chǎn)物分析
        5.5.2 成本分析
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)
    6.1 總結(jié)
    6.2 下一步工作
參考文獻(xiàn)
作者簡介及科研成果



本文編號：3763289