膜曝氣生物膜反應(yīng)器（MABR）是具有同步硝化反硝化特性的新型脫氮工藝,而微生物燃料電池（MFC）在處理污水的同時(shí)可以獲得清潔的電能,針對(duì)MABR脫氮過(guò)程中的反硝化進(jìn)程不易控制且效率不高的問(wèn)題,本研究提出了一種以導(dǎo)電膜曝氣生物膜反應(yīng)器作為微生物燃料電池的陰極,其是將MABR和MFC結(jié)合的新型脫氮工藝,該工藝在將陽(yáng)極室廢水中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為電能的同時(shí),通過(guò)外電路將電子送至陰極導(dǎo)電膜纖維,為陰極反硝化過(guò)程外供電子,以促進(jìn)MABR的脫氮能力。本文基于MABR-MFC耦合系統(tǒng),研究了耦合系統(tǒng)在啟動(dòng)階段的脫氮除碳效果和產(chǎn)電性能,并比較了啟動(dòng)前后微生物群落變化。為實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的污水處理效果和產(chǎn)電性能,詳細(xì)分析了氮負(fù)荷、碳氮比以及外電阻對(duì)該系統(tǒng)陰極室的處理效果和產(chǎn)電性能的影響,以確定該耦合系統(tǒng)運(yùn)行的最佳操作參數(shù),并在此基礎(chǔ)上通過(guò)MFC的開(kāi)路與閉路切換,研究陽(yáng)極產(chǎn)生電子對(duì)陰極室處理效果的影響。研究表明,MABR-MFC耦合系統(tǒng)啟動(dòng)期耗時(shí)30天,穩(wěn)定后輸出電壓為0.58±0.01 V,穩(wěn)定運(yùn)行下的內(nèi)阻為1100±20 Ω,最大輸出功率密度為0.0018 W/m2,相應(yīng)的庫(kù)倫效率為3.64%。MABR-MFC耦... 

【文章來(lái)源】：天津工業(yè)大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 水體氮素的來(lái)源及危害
        1.1.1 水體氮素的來(lái)源
        1.1.2 水體中氮素的危害
    1.2 生物脫氮工藝研究進(jìn)展
        1.2.1 傳統(tǒng)生物脫氮工藝
        1.2.2 短程硝化反硝化脫氮工藝
        1.2.3 厭氧氨氧化脫氮工藝
        1.2.4 同步硝化反硝化脫氮工藝
    1.3 膜曝氣生物膜反應(yīng)器處理技術(shù)
        1.3.1 膜曝氣生物膜反應(yīng)器原理
        1.3.2 膜曝氣生物膜反應(yīng)器特點(diǎn)
        1.3.3 膜曝氣生物膜反應(yīng)器技術(shù)在脫氮處理中的應(yīng)用
    1.4 微生物燃料電池
        1.4.1 微生物燃料電池發(fā)展歷程
        1.4.2 微生物燃料電池原理
        1.4.3 微生物燃料電池運(yùn)行的影響因素
        1.4.4 微生物燃料電池的研究現(xiàn)狀
    1.5 本研究的目的、內(nèi)容與意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料和方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置及材料
        2.1.1 MABR-MFC耦合系統(tǒng)
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)材料預(yù)處理
    2.2 實(shí)驗(yàn)用水
    2.3 實(shí)驗(yàn)儀器
    2.4 啟動(dòng)方法
    2.5 分析方法
        2.5.1 水質(zhì)分析方法
        2.5.2 電化學(xué)分析方法
第三章 MABR-MFC耦合系統(tǒng)的啟動(dòng)運(yùn)行研究
    3.1 MABR-MFC耦合系統(tǒng)的啟動(dòng)
        3.1.1 MABR-MFC耦合系統(tǒng)啟動(dòng)期電壓變化
        3.1.2 MABR-MFC耦合系統(tǒng)啟動(dòng)階段陰極室處理效果
    3.2 MABR-MFC耦合系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行階段電化學(xué)性能
    3.3 MABR-MFC耦合系統(tǒng)啟動(dòng)前后微生物群落分析
        3.3.1 DNA的提取
        3.3.2 瓊脂糖凝膠電泳
        3.3.3 高通量測(cè)序分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 MABR-MFC耦合系統(tǒng)運(yùn)行影響因素研究
    4.1 氮負(fù)荷對(duì)MABR-MFC耦合系統(tǒng)陰極室運(yùn)行的影響
        4.1.1 氮負(fù)荷對(duì)陰極室處理效果的影響
        4.1.2 氮負(fù)荷對(duì)產(chǎn)電性能的影響
    4.2 碳氮比對(duì)MABR-MFC耦合系統(tǒng)陰極室運(yùn)行的影響
        4.2.1 碳氮比對(duì)陰極室處理效果的影響
        4.2.2 碳氮比對(duì)產(chǎn)電性能的影響
    4.3 外電阻對(duì)MABR-MFC耦合系統(tǒng)陰極室運(yùn)行的影響
        4.3.1 外電阻對(duì)陰極室處理效果的影響
        4.3.2 外電阻對(duì)產(chǎn)電性能的影響
    4.4 外電路電子對(duì)MABR-MFC耦合系統(tǒng)陰極室運(yùn)行影響的比較
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與建議
    5.1 結(jié)論
    5.2 建議
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說(shuō)明
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]微生物燃料電池的阻抗特性以及在生物陰極實(shí)現(xiàn)硝化的研究[D]. 史海鳳.華東理工大學(xué) 2012
[2]膜曝氣生物反應(yīng)器（MABR）處理生活污水的研究[D]. 劉強(qiáng).大連理工大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2896603