不同水力停留时间下MFC处理两种废水性能的对比研究

发布时间：2022-07-27 19:04

　　微生物燃料电池（MFC）是利用微生物处理污水的一个新的应用方向。可以同时处理有机废水和重金属废水并发电。因其清洁环保、结构简单、系统产能稳定等优点,有广阔的应用前景。本研究中,对传统间歇型微生物燃料电池进行了升级,将CSTR反应器串联起来,构建了一种新型连续流微生物燃料电池。在厌氧条件下,考察其以糖蜜废水和啤酒废水为阳极底物,以硝酸银溶液为阴极填充液,在不同HRT下的产电和去污效果。本实验通过调节进水泵的转速控制进水流量,进而改变水力停留时间（HRT）分别24h、20h、16h、12h和8h,同时测定MFC的输出电压。利用测定的电压值可以反映MFC系统的产电性能,通过测定的COD值可以反映去污性能。此外,还可以对比糖蜜废水和啤酒废水为阳极底物时,系统的产电和去污情况。通过实验研究发现,随着HRT的延长,糖蜜废水和啤酒废水的电压均先上升后下降。当HRT为16 h时,系统的稳定电压最大。其中,糖蜜废水为195.7 mV,啤酒废水为165.7 mV。COD去除率均随着HRT的延长而增加。当HRT为24 h时,COD去除率最大分别为58.36%和53.95%。并在HRT为16h时,对比糖蜜废水... 

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 MFC的简介
        1.2.1 微生物燃料电池的发展
        1.2.2 MFC的原理
        1.2.3 电子传递途径
        1.2.4 MFC的特点
    1.3 MFC的分类
        1.3.1 根据结构分类
        1.3.2 根据微生物的营养类型分类
        1.3.3 根据微生物燃料电池系统中微生物的种类分类
        1.3.4 依据电子传递方式分类
        1.3.5 根据运行模式分类
    1.4 影响电池性能的因素
        1.4.1 MFC的构型
        1.4.2 MFC的电极
        1.4.3 重金属浓度
        1.4.4 外接电阻
        1.4.5 pH值
        1.4.6 底物转化速率
        1.4.7 质子交换膜的性质
        1.4.8 MFC的内电阻
        1.4.9 温度
    1.5 MFC的应用领域
        1.5.1 产生电能
        1.5.2 污水处理
        1.5.3 生物传感器
        1.5.4 生物修复
        1.5.5 便携式电源
    1.6 展望
    1.7 研究的内容与意义
        1.7.1 课题研究的意义
        1.7.2 课题研究的内容
2 实验材料与方法
    2.1 实验装置
    2.2 实验材料、试剂及主要仪器
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验试剂
        2.2.3 实验仪器
        2.2.4 MFC的接种与启动
    2.3 MFC参数性能的评价方法
        2.3.1 电压和电流测定
        2.3.2 COD的测定方法
        2.3.3 电流和电流密度
    2.4 运行结构参数的确定
        2.4.1 底物浓度对MFC性能的影响
        2.4.2 温度对MFC性能的影响
        2.4.3 电极间距对MFC性能的影响
3 不同HRT下MFC处理糖蜜废水的生物发电与废水处理情况
    3.1 引言
    3.2 实验内容
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 系统产电情况
        3.3.2 COD去除情况
    3.4 本章小结
4 不同HRT下MFC处理啤酒废水的生物发电与废水处理情况
    4.1 引言
    4.2 实验内容
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 系统产电情况
        4.3.2 COD去除情况
    4.4 本章小结
5 双室MFC处理两种废水效果对比与性能分析
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 系统产电情况
        5.2.2 COD去除情况
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物燃料电池的应用研究进展[J]. 鹿钦礼,李亮,刘金亮,胡筱敏.  环境工程. 2019(08)
[2]微生物燃料电池处理重金属废水的研究进展[J]. 张婧然,周璇,王辉,朱丹丹,李先宁.  化工学报. 2019(06)
[3]Breakthroughs in microbial-fuel-cell anode material achievinghighpower density[J].   Science Foundation in China. 2018(04)
[4]微生物燃料电池在废水处理中的应用[J]. 查湘义.  科技风. 2018(16)
[5]双室微生物燃料电池处含银废水的产电性研究[J]. 孙彩玉,邸雪颖,于宏洲,王鲁宁,党煊栋,秦必达,李永峰.  环境科学学报. 2015(05)
[6]炼油废水微生物燃料电池启动及影响因素[J]. 郭璇,詹亚力,郭绍辉,阎光绪,孙素秀,赵丽杰,耿荣妹.  环境工程学报. 2013(06)
[7]稳恒磁场作用下微生物燃料电池的产电特性和电化学阻抗谱分析[J]. 殷瑶,周枫,唐波,叶菲菲,李辰晨,刘勇弟,黄光团.  环境工程学报. 2012(11)
[8]利用双室微生物燃料电池处理模拟废水的产电特性研究[J]. 张永娟,李永峰,刘春研,王艺璇,李龙,王耔人,董义兴.  环境科学. 2012(07)
[9]微生物燃料电池阳极系统的最新研究进展[J]. 张玲,彭蜀君,叶路生,毛翔洲,谢晴,但德忠.  中国测试. 2010(05)
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硕士论文
[1]啤酒—电镀废水双处理微生物燃料电池的构建及群落结构分析[D]. 张洋.山西师范大学 2017
[2]基于发电—除污连续流MFC系统的运行及微生物群落分析[D]. 王鲁宁.东北林业大学 2017
[3]两种双室微生物燃料电池工艺处理两种废水的对比研究[D]. 谢静怡.东北林业大学 2015
[4]微生物燃料电池—人工湿地系统处理污水效果及产电性能[D]. 杨广伟.哈尔滨工业大学 2014
[5]微生物燃料电池阳极性能的研究与优化[D]. 侯俊先.北京工业大学 2013
[6]微生物燃料电池处理生活污水特性研究[D]. 常继勇.沈阳建筑大学 2013
[7]微生物燃料电池在废水处理中的应用研究[D]. 李毅.北京化工大学 2008
[8]微生物燃料电池电化学性能研究[D]. 刘智敏.哈尔滨工程大学 2008
[9]废水同步生物处理与微生物燃料电池发电的可行性研究[D]. 姜珺秋.哈尔滨工业大学 2006



本文编号：3666007