污水生物處理是目前應用最廣泛的水處理技術之一,但過高的能源消耗限制了該技術的快速發(fā)展,故能耗控制一直是研究的重點問題。將微生物燃料電池（Microbial Fuel Cells,MFC）與污水處理結合,降解污染物的同時產生電能,實現(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,對水污染的控制及水處理技術的發(fā)展具有重要意義。本論文通過改進MFC污水處理系統(tǒng)及優(yōu)化電極材料,對污染物去除效率和系統(tǒng)產電性能進行研究。主要研究內容包括兩方面:首先,構建耦合膜生物反應器（Membrane Bioreactor,MBR）的MFC系統(tǒng),保證系統(tǒng)對污水的高效處理;采用零價鐵改性碳氈作為MFC陽極,利用陽極氧化釋放的鐵離子及系統(tǒng)的內部電場抑制MBR膜污染;陽極零價鐵氧化促進產電微生物在其表面富集,縮短系統(tǒng)產電啟動時間。其次,從控制整體成本和提升系統(tǒng)產電性能出發(fā),構建單室MFC污水處理系統(tǒng),對空氣陰極進行系統(tǒng)研究,優(yōu)化PVDF陰極結構并進行CNTs/CoPc催化改性。具體研究結果如下:（1）構建三室MFC-MBR污水處理系統(tǒng),采用零價鐵改性碳氈為陽極,利用系統(tǒng)內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

【學位級別】：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??

大連理工大學博士學位論文，并將電子傳輸至細胞膜外的陽極上，隨后電子介體恢復氧化態(tài)，進入細胞膜內，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物如中性紅、甲基藍、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用起到限制作用。??

??按結構劃分，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結構如圖１．２所示，是早期研究中較為廣泛使用的構型。盡??管雙室構型的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，但在實驗室??規(guī)模研宄中，仍常被用于新型電極材料、產電微生物群落、新型污染物降解等方面的??研究。??單室ＭＦＣ與傳統(tǒng)雙室結構ＭＦＣ相比，只保留陽極室，對陰極做防滲漏處理，??通過將陰極置與質子交換膜的靠近空氣側或將陰極與質子交換膜制成復合膜，甚至是??直接用陰極取代質子交換膜等方式［４３４６］，實現(xiàn)陰極直接利用由空氣擴散至陰極附近的??溶解氧，進而完成系統(tǒng)產電，該類型陰極也被稱為空氣陰極。近年來，研宄者們通過??研究新型結構ＭＦＣ提升系統(tǒng)產電效率，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電效率低、能源利用??率低等限制


本文編號：3124380