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微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究

发布时间:2020-03-22 07:07
【摘要】:有机氯代化合物的发展极大地推动了社会的进步,但其难降解性和毒性也对人类的生存造成了不良影响,甚至危害。本文以2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-TCP)为模式化合物,利用微生物燃料电池对其进行降解,着重研究了初始pH、温度、外阻及2,4,6-TCP初始浓度对微生物燃料电池处理2,4,6-TCP降解效果的影响及驯化过程中阳极微生物群落的演变规律,并将微生物燃料电池处理方法与微生物直接降解、电化学氧化降解、化学法降解等进行比较分析。初始pH、温度、外阻及2,4,6-TCP初始浓度均会对微生物燃料电池处理2,4,6-TCP的降解效果产生影响。微生物燃料电池处理2,4,6-TCP的最优条件为pH 7.0、25℃、510 Ω;在最优条件下处理2,4,6-TCP溶液,2,4,6-TCP初始浓度越高,2,4,6-TCP的降解率越低。当2,4,6-TCP初始浓度分别为30 mg/L、150 mg/L、300 mg/L时,7天对2,4,6-TCP的降解率分别为100%、89.96%、51.31%。Geoalkalibacter、Alishewanella、Alcanivorax、Clostrium、Luteimonas等菌均会受到 2,4,6-TCP 的抑制作用,而 Halomonas、Truepera、Rhodobacteraceae、Euzebyaceae等菌能够较好的适应有三氯苯酚的环境,可能对2,4,6-TCP的降解起主要作用。微生物的直接降解、电化学氧化降解、化学法降解等方法均对2,4,6-TCP的降解有一定作用。微生物对2,4,6-TCP的直接降解作用缓慢,且厌氧条件下的降解率高于好氧条件;对于初始浓度15 mg/L的2,4,6-TCP溶液的分别在好氧与厌氧条件下处理40天的降解率分别为15%、58.5%。电化学氧化降解对2,4,6-TCP有较高的降解率,研究发现其降解的最优条件为:外加电压0.8 V,pH 7.0。在外加电压0.6 V,pH=7,35℃条件下,当2,4,6-TCP初始浓度分别为10 mg/L、80 mg/L、240 mg/L时,6 h对2,4,6-TCP的降解率分别为80.59%、58.54%、23.86%。与电化学氧化方法相比,相同时间内微生物燃料电池对2,4,6-TCP的降解更为彻底;而相比微生物燃料电池方法,化学法更适合处理2,4,6-TCP初始浓度较高的溶液。
【图文】:

文献数量


产生并且去除己经产生的有机氯污染从而减少有机氯对人类健康的威胁变得愈逡逑加重要。近三十年来,药物、杀虫剂、致癌物等有机氯污染物移除问题受到高度逡逑关注[22_25:■。查阅与脱氯相关的文献数量随时间的变化(图1.1),可以发现最早逡逑关于脱氯的研究始于20世纪初,从20世纪初到20世纪90年代,人们对于脱氯逡逑的研宄呈现逐步上升的趋势,但上升趋势很小,而从20世纪90年代至今三十年逡逑时间内,与脱氯相关的文献数量呈现剧烈增长的趋势,这表示近三十年来人们对逡逑于脱氯的研宄愈加关注。逡逑500邋[邋^逡逑§邋400邋-逡逑|逦之逡逑-§邋300邋-逦^逡逑0逦I逡逑52逦I逡逑^邋200邋-逦f逡逑1逦i逡逑i00邋-逦r逡逑0邋1m—.邋>邋■邋—邋—邋—i—■邋—.一i邋■邋i邋.邋i邋.邋i邋.逡逑1910邋1920邋1930邋1940邋1950邋1960邋1970邋1980邋1990邋2000邋2010邋2020逡逑Time,邋year逡逑图1.1邋T=dechlorinat*邋(脱l#)出版年文献数量分析逡逑Figure邋1.1邋Quantitative邋Analysis邋of邋Documents邋in邋,fT=dechIorinat*f,邋Publishing邋Year逡逑1.3有机氯的去除方法逡逑从结构上看,有机氯代污染物中碳氯键的断裂是实现氯代有机物污染物彻底逡逑降解的关键所在。截至目前

脱氯,厌氧,脱硫细菌,微生物


目前己经报道的脱氯细菌还有脱硫菌属,包括蒂氏汾办?&)、脱硫细菌(Desw仲你nY/m)、脱硫弧菌如皮氏假单胞菌,芽孢杆菌属如梭m邋^/?.)、蜡样芽胞杆菌(5gc///似cera/s),罗尔斯通式菌lcaligenes邋sp.),固氛菌(r逦切.)er),厌氧粘细菌(如_灥模褵R球藻(De//a/oa?(C//raZ^c化r),黄孢原毛平革菌CP/^?m?c/z{^c/7;3^仍喊e/是严格的厌氧脱氯菌。以氢源,含氯化合物作电子受体时,,氯代化合物可以稳定的脱氯相关的文献数量随时间的变化(图1.2),从与微生物脱,利用微生物脱氯的研究始于20世纪70年代末,且从研宄对微生物脱氯的研究上升趋势极为缓慢,而90年代之后直处于上升阶段。逡逑140邋逦逡逑
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TM911.45;X703

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本文编号:2594698

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