微生物燃料电池对高盐废水有机物降解特性研究
[Abstract]:The main purpose of this experiment is to study the basic electrical properties of microbial fuel cells, to investigate the relationship between COD and voltage, and to construct biosensors. The basic model is as follows: the microbial fuel cell adopts a two-compartment configuration, namely anode chamber and cathode cell, which are separated by proton exchange membrane; The anode chamber and cathode chamber are made of resin glass, the length and width are 5.0X5.5X6.5cm, the effective volume is 150ml, the effective volume of water injection is 130ml, and a small hole of 5mm is opened in the anodic chamber. The anode chamber is anaerobic continuous flow with small magnetic beads built in, and the waste water of pickle mustard is fed into the anode chamber by peristaltic pump with 0.748ml/min, the cathode chamber is aerobic sequencing batch type, the solution is changed once a week, and the air is transported to the cathode chamber by 40-60ml/min by vacuum pump. The proton exchange membrane was cationic exchange membrane and the effective area of CEM,Ultrex CMI7000,Membranes International Inc.,USA, was 5.5 x 5.5 cm. The electrode was made of carbon cloth, length and width was 5X4.5cm, effective area was 20.25m2, the electrode was not coated with catalyst, the culture medium of cathode chamber and anode chamber was a certain concentration of wastewater from mustard. The electrode connection wire is connected to the ohmic resistance and voltage acquisition system, where the external resistance is determined to be 500ohm according to the polarization curve and the power density curve, and the voltage acquisition system records the data once per 1.5min. The experiment was divided into two parts: sequential batch culture and continuous flow culture. The treatment of COD, ammonia nitrogen and salinity and the electrical properties of microbial fuel cell were observed and compared respectively. In sequencing batch culture, the removal rate of COD was 88%, the removal rate of ammonia nitrogen was 9.8, the salinity of the batch was almost unchanged, and the maximum voltage of sequence batch was 191 MV. The continuous flow is divided into nine stages. The COD removal rate of each stage is about 20%, the highest is 31.7% of the ninth stage, the removal rate of ammonia nitrogen is 0.5 and the highest is 3%. Salinity hardly changed; From the first stage to the sixth stage, the voltage is about 161-172mv, the maximum value is 172 MV, the current density is 160-169.88 Ma / m2, the maximum current density is 169.88 Ma / m2, and the power density is 25.92-29.22 MW / m2. The maximum value was 29.22mW / m2; From the seventh to the ninth stages, the voltage value decreased gradually from 132mv to 45mv, and the current density decreased from 130.37 m A/m2 to 44.44 Ma / m2 because the concentration of COD could not meet the demand of microorganism. The power density is reduced from 17.21 m W/m2 to 2 m W / m 2. The mathematical relationship between voltage and COD is established. Based on the experimental model, when the concentration of COD in pickle wastewater is lower than 300mg/L, the relationship between voltage and COD is almost linear, where y value is voltage, mv,x value is COD concentration and mg/L. is unit. This model mainly aims at the low concentration and high salinity of pickling wastewater, and solves the problems of long time of COD measurement and the influence of chloride ion. The model can be optimized to make a more stable, accurate and fast biosensor, and the voltage can be measured quickly to calculate the concentration of COD.
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM911.45;X703
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本文编号:2299501
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