基于MFC的UASB生物感器响应过程及稳定特性的研究

发布时间：2017-12-15 08:21

  本文关键词：基于MFC的UASB生物感器响应过程及稳定特性的研究

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【摘要】：升流式厌氧污泥反应器(UASB)是高效厌氧反应器的典型代表,被广泛地用于各种各样的废水处理。但是,UASB工艺有对运行环境条件要求苛刻,缺少量化控制参数等缺点。微生物燃料电池(Microbial fuel cell, MFC)是一种通过微生物的催化作用将有机物中的化学能直接转化为电能的生物反应装置。近年来很多学者将微生物燃料电池的产电原理应用到污水处理过程中。针对UASB反应器较难判断其运行状态的问题,在本工作中提出了一种MFC-UASB耦合系统,考察了不同运行条件下通过MFC电信号的反馈情况来判断UASB运行状态的可行性。找出了各运行阶段下MFC电信号规律的不同点,为实际工程应用提供了基础。实验发现,随着提高UASB有机负荷其MFC电压值随之上升,可是有机负荷过高时MFC电压值随之下降。所以把MFC电信号反馈范围分为正常负荷范围和超负荷范围进行了实验。实验发现在正常负荷范围和超负荷范围内其电信号的反馈规律正好相反,而且两种情况下都有良好的线性关系。进行了不同pH值范围下MFC电信号反馈实验,发现不同的pH范围内MFC电信号的变化规律不同。按照其变化规律,可以把pH值分为3个阶段。即pH值范围7.2～6.8、6.7～5.8、5.7～4.0。在UASB正常负荷范围和超负荷范围下考察了MFC对UASB进水负荷的响应时间和其判断点。MFC响应时间为4～6小时,而且根据UASB的运行条件,MFC的响应判断点都不一样。在正常有机负荷范围内增加负荷间歇运行时,可以通过三个阶段来判断电信号的响应时间。增加负荷连续运行和超负荷范围内、降低负荷连续运行和降低负荷间歇运行时通过两个阶段可以看出。微生物燃料电池的电信号有良好的电信号回馈性能。但是,UASB反应器反复处于酸化环境后MFC电压的回馈性能与正常进水负荷比较不稳定,而且,其电压值也随着酸化的次数而下降。
【学位授予单位】：天津工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703

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本文编号：1291279