污水生物處理是目前應(yīng)用最廣泛的水處理技術(shù)之一,但過高的能源消耗限制了該技術(shù)的快速發(fā)展,故能耗控制一直是研究的重點(diǎn)問題。將微生物燃料電池（Microbial Fuel Cells,MFC）與污水處理結(jié)合,降解污染物的同時(shí)產(chǎn)生電能,實(shí)現(xiàn)污水資源化過程中能量的回收,降低水處理過程中能量的消耗,對(duì)水污染的控制及水處理技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。本論文通過改進(jìn)MFC污水處理系統(tǒng)及優(yōu)化電極材料,對(duì)污染物去除效率和系統(tǒng)產(chǎn)電性能進(jìn)行研究。主要研究內(nèi)容包括兩方面:首先,構(gòu)建耦合膜生物反應(yīng)器（Membrane Bioreactor,MBR）的MFC系統(tǒng),保證系統(tǒng)對(duì)污水的高效處理;采用零價(jià)鐵改性碳?xì)肿鳛镸FC陽極,利用陽極氧化釋放的鐵離子及系統(tǒng)的內(nèi)部電場抑制MBR膜污染;陽極零價(jià)鐵氧化促進(jìn)產(chǎn)電微生物在其表面富集,縮短系統(tǒng)產(chǎn)電啟動(dòng)時(shí)間。其次,從控制整體成本和提升系統(tǒng)產(chǎn)電性能出發(fā),構(gòu)建單室MFC污水處理系統(tǒng),對(duì)空氣陰極進(jìn)行系統(tǒng)研究,優(yōu)化PVDF陰極結(jié)構(gòu)并進(jìn)行CNTs/CoPc催化改性。具體研究結(jié)果如下:（1）構(gòu)建三室MFC-MBR污水處理系統(tǒng),采用零價(jià)鐵改性碳?xì)譃殛枠O,利用系統(tǒng)內(nèi)部電場和鐵絮凝共同作用抑制MBR的膜... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１我國近５年ＣＯＤ和ＮＨ／－Ｎ排放總量??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｔｏｔａｌ?ｄｉｓｃｈａｒｇｅ?ｏｆ?ＣＯＤ?ａｎｄ?ＮＨ４＋－Ｎ?ｄｕｒｉｎｇ?５?ｙｅａｒｓ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??

大連理工大學(xué)博士學(xué)位論文，并將電子傳輸至細(xì)胞膜外的陽極上，隨后電子介體恢復(fù)氧化態(tài)，進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi)，這種循環(huán)提高電子傳遞效率，提升系統(tǒng)電能輸子介體包括燃料及金屬有機(jī)物如中性紅、甲基藍(lán)、勞氏紫、麥爾４－萘醌和Ｆｅ（ｌＩＩ）ＥＤＴＡ等［３Ｗ６］。然而，合成電子介體的毒性和不的應(yīng)用起到限制作用。??

??按結(jié)構(gòu)劃分，微生物燃料電池可簡單地分為傳統(tǒng)的雙室ＭＦＣ和單室ＭＦＣ?（表??１．４）。傳統(tǒng)的雙室ＭＦＣ結(jié)構(gòu)如圖１．２所示，是早期研究中較為廣泛使用的構(gòu)型。盡??管雙室構(gòu)型的ＭＦＣ規(guī)模化困難且能耗較高，限制其工業(yè)化的快速發(fā)展，但在實(shí)驗(yàn)室??規(guī)模研宄中，仍常被用于新型電極材料、產(chǎn)電微生物群落、新型污染物降解等方面的??研究。??單室ＭＦＣ與傳統(tǒng)雙室結(jié)構(gòu)ＭＦＣ相比，只保留陽極室，對(duì)陰極做防滲漏處理，??通過將陰極置與質(zhì)子交換膜的靠近空氣側(cè)或?qū)㈥帢O與質(zhì)子交換膜制成復(fù)合膜，甚至是??直接用陰極取代質(zhì)子交換膜等方式［４３４６］，實(shí)現(xiàn)陰極直接利用由空氣擴(kuò)散至陰極附近的??溶解氧，進(jìn)而完成系統(tǒng)產(chǎn)電，該類型陰極也被稱為空氣陰極。近年來，研宄者們通過??研究新型結(jié)構(gòu)ＭＦＣ提升系統(tǒng)產(chǎn)電效率，如平板式［４７］、折流板式［４８］等均有較理想的表??現(xiàn)。微生物燃料電池至今仍沒有大規(guī)模商業(yè)化的原因是受到其產(chǎn)電效率低、能源利用??率低等限制


本文編號(hào)：3124380