在現(xiàn)今能源緊缺、環(huán)境污染嚴(yán)重的大前提下，以生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)為核心的微生物燃料電池(microbial fuel cell，MFC)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，微生物燃料電池獨(dú)特的產(chǎn)電、去污兩種特性，是它成為眾多研究者關(guān)注的主要原因。 實(shí)驗(yàn)充分考慮了已有的微生物燃料電池結(jié)構(gòu)、類型，比較其優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一種以生活污水為電解液的雙室生物陰極MFC。課題以間歇式、連續(xù)流兩種進(jìn)水方式運(yùn)行MFC為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，考察了進(jìn)水底物濃度、水力停留時(shí)間的改變及質(zhì)子在離子交換膜間擴(kuò)散轉(zhuǎn)移對(duì)電池性能的影響，并結(jié)合電化學(xué)、動(dòng)力學(xué)等研究方法初步探討了生物陰極MFC在處理生活污水、產(chǎn)電時(shí)的基礎(chǔ)性能，并取得以下實(shí)驗(yàn)成果： 進(jìn)水有機(jī)底物濃度對(duì)MFC的電壓輸出、功率密度具有明顯的“飽和效應(yīng)”，進(jìn)水底物濃度越大，電池電壓提升越慢，可以用經(jīng)典的Monod方程來(lái)描述這一變化規(guī)律，實(shí)驗(yàn)得到了連續(xù)流時(shí)電壓隨進(jìn)水COD濃度變化的Monod經(jīng)驗(yàn)公式：V=132.1S94.34+S。相比間歇式來(lái)說(shuō)，進(jìn)水底物濃度相同時(shí)，連續(xù)流運(yùn)行MFC有更好的水力紊動(dòng)條件，電池的輸出電壓、功率密度及COD去除率都高于間歇式；并且在實(shí)驗(yàn)中得到最大的電壓輸出為118.6m...

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 環(huán)境污染下新能源的發(fā)展
        1.1.1 能源危機(jī)與空氣污染
        1.1.2 水污染現(xiàn)狀
        1.1.3 污水的能源化利用
    1.2 微生物燃料電池技術(shù)
        1.2.1 MFC 的發(fā)展歷程
        1.2.2 MFC 的工作原理
        1.2.3 產(chǎn)電細(xì)菌的電子轉(zhuǎn)移機(jī)理
        1.2.4 生物陰極微生物燃料電池
    1.3 課題研究的目的和意義
    1.4 課題研究的內(nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方法與材料
    2.1 生物陰極燃料電池的構(gòu)建與啟動(dòng)
        2.1.1 反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        2.1.2 MFC 離子交換膜的選取
        2.1.3 材料預(yù)處理
        2.1.4 反應(yīng)器的接種與啟動(dòng)
    2.2 數(shù)據(jù)的采集與方法
        2.2.1 電壓采集
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)化學(xué)參數(shù)分析方法
    2.3 MFC 的性能評(píng)價(jià)與計(jì)算
        2.3.1 極化曲線與功率密度曲線
        2.3.2 MFC 內(nèi)阻的計(jì)算
        2.3.3 庫(kù)倫效率
        2.3.4 COD 去除率
        2.3.5 MFC 的電位化學(xué)分析理論
3 間歇式進(jìn)水 MFC 處理生活污水的性能研究
    3.1 MFC 的啟動(dòng)
    3.2 MFC 啟動(dòng)初期的運(yùn)行特性
        3.2.1 陽(yáng)極有機(jī)底物的變化規(guī)律
        3.2.2 MFC 的產(chǎn)電性能
    3.3 MFC 穩(wěn)定運(yùn)行期對(duì)生活污水的處理性能
        3.3.1 COD 去除效果及庫(kù)侖效率
        3.3.2 電池輸出電壓
        3.3.3 功率密度
    3.4 無(wú)緩沖劑時(shí) MFC 的 PH 值變化影響
        3.4.1 pH 值的變化對(duì) MFC 的影響
        3.4.2 OH－在離子交換膜中的傳質(zhì)
    3.5 小結(jié)
4 連續(xù)流進(jìn)水 MFC 處理生活污水的性能研究
    4.1 進(jìn)水底物濃度對(duì) MFC 的影響
        4.1.1 COD 去除率及電壓輸出
        4.1.2 輸出電壓 Monod 經(jīng)驗(yàn)公式的建立
        4.1.3 功率密度與庫(kù)侖效率
    4.2 最優(yōu)水力停留時(shí)間選擇
        4.2.1 不同 HRT 下 MFC 的產(chǎn)電性能
        4.2.2 有機(jī)物去除率
    4.3 PH 對(duì) MFC 的影響變化比較
    4.4 小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3857051