本研究以微生物燃料電池（MFC）和生物膜電極反應器（BER）為研究載體,將傳統(tǒng)單陽極MFC改造為雙層陽極MFC,增大陽極區(qū)的有效反應空間,從而提高染料降解效率。結合MFC提供電能和BER需求電能的特點,將MFC與BER構建耦合系統(tǒng),耦合系統(tǒng)中的BER單元作為前處理裝置,其出水作為后續(xù)MFC單元的進水,MFC單元產(chǎn)生的電能供給BER單元,從而實現(xiàn)物質(zhì)與能量的雙重耦合。本研究選取活性艷紅X-3B作為目標污染物,分別構建雙層陽極MFC與BER耦合系統(tǒng)和雙層陽極MFC并聯(lián)與BER耦合系統(tǒng),探究雙層陽極MFC以及上述兩種耦合系統(tǒng)處理高濃度染料廢水時,系統(tǒng)的電學特征及降解性能。研究結果如下:通過構建雙層陽極MFC系統(tǒng),研究了進水X-3B濃度、HRT以及陽極間距對系統(tǒng)降解性能和產(chǎn)電性能的影響。結果表明,隨著進水X-3B濃度的增加,脫色率和COD去除率呈下降趨勢,但雙層陽極MFC的脫色率較單層陽極MFC最大可提高19.10%,COD去除率可提高19.23%;隨著HRT的減小,雙層陽極MFC的脫色率和COD去除率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢并在HRT為1.5d時脫色率和COD去除率達到最大,其值分別為96.34...

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1 MFC結構示意圖

以葡萄糖為底物的MFC為例,陰陽極將會發(fā)生如下反應式:MFCs實現(xiàn)了微生物的呼吸產(chǎn)能和電能之間的直接轉換,與現(xiàn)有的其他利用有機物產(chǎn)能的技術如產(chǎn)甲醇、產(chǎn)乙醇、產(chǎn)甲烷等相比,MFCs具有功能上和操作上的優(yōu)勢。首先,呼吸產(chǎn)能和電能之間的直接轉換確保了高效的能量轉化,省去了其他技術常用的....

圖2-1雙層陽極MFC裝置結構示意圖

如圖2-2所示,BER裝置采用升流式進水方式,自裝置底部進水上部出水。裝置可分為上下兩部分,上部分呈圓筒狀,內(nèi)徑為20cm,高為35cm;下部分是一個高為5cm的圓錐形布水器,裝置的上下部分均由有機玻璃制作而成。該裝置從下往上的結構依次為:石子承托層(厚度為5cm)、不銹鋼絲網(wǎng)陰....

圖 2-2 BER 裝置結構示意圖

圖2-1雙層陽極MFC裝置結構示意圖2.2偶氮染料

圖2-3 X-3B結構式

本研究選擇典型的偶氮染料——活性艷紅X-3B作為目標污染物,它的英文名稱為ReactiveBriliantRedX-3B(簡稱:X-3B)。其分子量為615,化學分子式為C19H10Cl2N6Na2O7S2,CAS號:17752-85-1。該分子結構式如圖2-3所示。X-3....

本文編號：4045431