基于厌氧氨氧化和反硝化耦合反的微生燃料电池脱氮产电研究
发布时间：2021-07-20 09:55
本研究创建厌氧氨氧化微生物燃料电池ANAMMOX-MFC和厌氧氮氧化耦合反硝化微生物燃料电池ANAMMOX-DN MFC,研究ANAMMOX-MFC和ANAMMOX-DN MFC的启动运行和脱氮产电性能,主要结果和结论如下:1、接种厌氧氨氧化菌富集培养物至阳极室,构建ANAMMOX-MFC,成功实现同步除氮产电。试验证明,ANAMMOX-MFC启动时间为45天,基质浓度为50mgL-1氨氮和66mgL-1亚硝氮时,氨氮和亚硝氮去除率均达到90%以上,出水硝氮低于4 mg L-1,最高产电电压75.4 mv,最大功率密度为468.3mW/m3。2、ANAMMOX-MFC反应器反应最佳pH范围为6.5-8.5;底物浓度降低0.5倍,氨氮和亚硝氮去除率分别降低11%和12%;底物浓度升高到1.5倍和2倍,氮的去除率保持90%以上,电压变化不大;C:N=0.5:1时反应装置氮去除率和产电电压显著提高。3、接种厌氧氨氧化菌富集培养物至阳极室,反硝化菌富集培养物至阴极室,创建ANAMMOX-DN MFC,启动时...
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物燃料电池结构图
内蒙古大学硕士学位毕业论文②电子从阳极电极经外部电路向阴极电极转移，同时阳极液中的质子透过PEM 进入阴极液中；③阴极液中的电子受体接受阳极传来的电子和质子，自身被还原。MFC 外部电路连接有电阻或是负载时，随着阳极底物不断的氧化和阴极电子受体的还原，可以获得连续的电流和功率输出。阳极反应: C6H1206+ 6H20 →6C02+ 24H++ 24e-（1.9）阴极反应: 24H++ 24e + 602→12H20 （1.10）总反应: C6H1206+602 →6C02+6H20 （1.11）
图 1.3（a）shewanella 和（b）胞内至胞外的电子传递机制Fig 1.3（a）shewanella and（b）Intracellular to extracellular electron transfer mechanisms已有研究表明，有一类重要的电子传递蛋白—细胞色素 c（ Cytc）在产电微生物的细胞内膜、周质空间和细胞外膜上存在[59-60]。图 1.2a 所示是 Geobactersulfurreducens 胞内电子向胞外传递的过程[61]：输入有序排列的细胞色素 c（包括 CymA、 MtrA、 MtrB、 MtrC 和 OmcA），位于周质空间内和细胞外膜上，最终传递至细胞外膜表面。如图 1.2b 所示是 Shewanella oneidensis 胞内电子向胞外传递的过程[62]：色素 c 起着重要作用在电子传递过程中。全基因组序列分析表明，G.sulfurreducens 和 S. oneidensis 含有大量细胞色素 c 的编码基因[63]。（2）细胞外膜表面至胞外电子受体的电子传递经过分析很多研究数据发现，阳极的微生物中存在于细胞外膜表面的一种细胞色素 c，它可以将电子转移到电极上[64]。OmcS 和 S. oneidensis，我们发现这两种细胞外膜表面上的 OmcA，还有 MtrC，Gslfurreducens 细胞外膜表面上
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子供体配比条件对反硝化微生物燃料电池脱氮性能的影响研究[J]. 操家顺,章震,李超,卢怿. 环境科技. 2015(06)
[2]污水处理厂内碳源利用的研究[J]. 肖思海,汪莉. 环境科技. 2014(03)
[3]双筒型微生物燃料电池生物阴极反硝化研究[J]. 梁鹏,张玲,黄霞,范明志,曹效鑫. 环境科学. 2010(08)
[4]反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展[J]. 肖晶晶,郭萍,霍炜洁,于江,朱昌雄. 环境科学与技术. 2009(12)
[5]海洋氮循环细菌研究进展[J]. 王晓姗,刘杰,于建生. 科学技术与工程. 2009(17)
[6]氨氧化微生物生态学与氮循环研究进展[J]. 贺纪正,张丽梅. 生态学报. 2009(01)
博士论文
[1]微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究[D]. 张吉强.浙江大学 2014
硕士论文
[1]氨氧化微生物燃料电池除氨产电性能及机理研究[D]. 陈慧.浙江大学 2015
本文编号：3292605
【文章来源】：内蒙古大学内蒙古自治区 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物燃料电池结构图
内蒙古大学硕士学位毕业论文②电子从阳极电极经外部电路向阴极电极转移，同时阳极液中的质子透过PEM 进入阴极液中；③阴极液中的电子受体接受阳极传来的电子和质子，自身被还原。MFC 外部电路连接有电阻或是负载时，随着阳极底物不断的氧化和阴极电子受体的还原，可以获得连续的电流和功率输出。阳极反应: C6H1206+ 6H20 →6C02+ 24H++ 24e-（1.9）阴极反应: 24H++ 24e + 602→12H20 （1.10）总反应: C6H1206+602 →6C02+6H20 （1.11）
图 1.3（a）shewanella 和（b）胞内至胞外的电子传递机制Fig 1.3（a）shewanella and（b）Intracellular to extracellular electron transfer mechanisms已有研究表明，有一类重要的电子传递蛋白—细胞色素 c（ Cytc）在产电微生物的细胞内膜、周质空间和细胞外膜上存在[59-60]。图 1.2a 所示是 Geobactersulfurreducens 胞内电子向胞外传递的过程[61]：输入有序排列的细胞色素 c（包括 CymA、 MtrA、 MtrB、 MtrC 和 OmcA），位于周质空间内和细胞外膜上，最终传递至细胞外膜表面。如图 1.2b 所示是 Shewanella oneidensis 胞内电子向胞外传递的过程[62]：色素 c 起着重要作用在电子传递过程中。全基因组序列分析表明，G.sulfurreducens 和 S. oneidensis 含有大量细胞色素 c 的编码基因[63]。（2）细胞外膜表面至胞外电子受体的电子传递经过分析很多研究数据发现，阳极的微生物中存在于细胞外膜表面的一种细胞色素 c，它可以将电子转移到电极上[64]。OmcS 和 S. oneidensis，我们发现这两种细胞外膜表面上的 OmcA，还有 MtrC，Gslfurreducens 细胞外膜表面上
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子供体配比条件对反硝化微生物燃料电池脱氮性能的影响研究[J]. 操家顺,章震,李超,卢怿. 环境科技. 2015(06)
[2]污水处理厂内碳源利用的研究[J]. 肖思海,汪莉. 环境科技. 2014(03)
[3]双筒型微生物燃料电池生物阴极反硝化研究[J]. 梁鹏,张玲,黄霞,范明志,曹效鑫. 环境科学. 2010(08)
[4]反硝化微生物在污水脱氮中的研究及应用进展[J]. 肖晶晶,郭萍,霍炜洁,于江,朱昌雄. 环境科学与技术. 2009(12)
[5]海洋氮循环细菌研究进展[J]. 王晓姗,刘杰,于建生. 科学技术与工程. 2009(17)
[6]氨氧化微生物生态学与氮循环研究进展[J]. 贺纪正,张丽梅. 生态学报. 2009(01)
博士论文
[1]微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究[D]. 张吉强.浙江大学 2014
硕士论文
[1]氨氧化微生物燃料电池除氨产电性能及机理研究[D]. 陈慧.浙江大学 2015
本文编号：3292605
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