光合微生物燃料电池（PMFC）同步处理两种不同废水的研究
发布时间：2021-11-19 02:29
随着现代社会污染问题和能源短缺日益严重,采用传统污水处理方法需要消耗大量能量,并且对不同的废水种类和性质需要分别处置,因此,需要寻求一种效率高、运行费用和能量消耗低、适应性广的污水处理技术。微生物燃料电池（MFC）可以将有机废物中的能量直接转化为电能,具有发电和废物处理的双重作用。但是MFC对简单易处理的污染物处理效果良好,对于一些难降解污染物的处理效果还有待提高,距离实现大规模工业化应用还相距甚远。为了拓宽MFC在难降解污水处理中的应用前景,本文基于微生物燃料电池的原理和相关的研究文献设计了一种双室MFC。在MFC阳极使用实验室保存的光合混菌PB-Z,利用太阳能的协助下处理高COD浓度（12000mg/L左右）的淀粉废水,同时在阴极使用实验室保存的异养硝化菌Alcaligenes sp.C16处理无有机碳源的硝酸盐废水（初始C/N为0,模拟受硝酸盐污染的地下水）。并通过对MFC系统的一系列因素优化来达到缩短反应时间,提高处理效率的结果,实现了太阳能的利用、高浓度淀粉废水和硝酸盐废水（包括低C/N比甚至无有机碳源）的高效同步降解和有机污染物中能量的利用,这为微生物燃料电池在污水处理领域...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光微生物燃料电池原理图
（2）所构建的 MFC 较好的改善了异养硝化菌 C16 在无碳源条件下对硝酸盐反硝化的效果，在经过经过一系列优化后，对硝酸盐的去除率和去除速度都达到了较高水平发掘了该菌在处理硝酸盐污染的地下水等方向上的应用潜力。（3）利用 MFC 装置通过一系列优化改善了光合混菌 PB-Z 对高浓度淀粉废水的去除率和去除速度，并对淀粉中的部分生物能量进行转化利用，为淀粉废水实现二次利用提供了不同的见解。1.7 技术路线图如图 1-2 为主要实验的技术路线图，主要分为电池构建及提高阴极反硝化、改善阳极条件、电池外对比实验和阴阳极菌种的补充四大部分。
图 2-2 双室微生物燃料电池装置图Figure 2-2 Device diagram of two-chamber microbial fuel cell处理：先用蒸馏水将反应器清洗干净，自然晾干之后放入超净后开紫外灯灭菌 30min，重复三次。软管在清洗烘干之后用30 min）。膜（TMCME-7000，北京安科德膜分离工程科技有限公司）沸 1 h→0.5 mol/LH2SO4煮沸 1 h→高纯水煮沸 1 h→储存在阳离子膜的正、反面在超净台中紫外灯下分别灭菌 30 min深圳市康斯顿科技有限公司）：高纯水泡 1 d→1 mol/L HCin→1 mol/L NaOH 浸泡 3 d→高纯水煮沸 30 min→储藏在在灭菌锅中灭菌（121 ℃，30 min）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤微生物燃料电池在不同条件下的产电性能及微生物群落结构分析[J]. 王辉,李蕾,曹羡,方舟,李先宁. 东南大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]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)
[3]金属离子对粪产碱杆菌C16的脱氮和亚硝酸盐积累的影响[J]. 王瑶,刘玉香,安华,张浩. 微生物学通报. 2014(11)
[4]异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素[J]. 于大禹,张琳颖,高波. 化工进展. 2012(12)
[5]外阻对污泥微生物燃料电池产电以及有机物降解的影响[J]. 陈青,周顺桂,袁勇,徐荣险,胡佩. 生态环境学报. 2011(05)
[6]一株异养硝化菌的分离鉴定及其最佳亚硝化条件[J]. 吕永康,殷家红,刘玉香,张维清. 化工学报. 2011(05)
[7]无中间体无膜微生物燃料电池的构建与运行[J]. 詹亚力,张佩佩,闫光绪,郭绍辉. 高校化学工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]利用异养硝化—好氧反硝化菌构建生物阴极进行低C/N比废水的反硝化性能研究[D]. 杨婷.太原理工大学 2018
[2]光合细菌Rhodopseudomonas Palustris PB-Z产氢性能的研究[D]. 孙明星.太原理工大学 2016
[3]两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究[D]. 呼婷婷.太原理工大学 2016
[4]一株光合细菌的筛选及其产氢试验研究[D]. 张乐.太原理工大学 2015
[5]两株异养硝化菌的脱氮性能及乙醛酸循环的研究[D]. 安华.太原理工大学 2014
本文编号：3504104
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光微生物燃料电池原理图
（2）所构建的 MFC 较好的改善了异养硝化菌 C16 在无碳源条件下对硝酸盐反硝化的效果，在经过经过一系列优化后，对硝酸盐的去除率和去除速度都达到了较高水平发掘了该菌在处理硝酸盐污染的地下水等方向上的应用潜力。（3）利用 MFC 装置通过一系列优化改善了光合混菌 PB-Z 对高浓度淀粉废水的去除率和去除速度，并对淀粉中的部分生物能量进行转化利用，为淀粉废水实现二次利用提供了不同的见解。1.7 技术路线图如图 1-2 为主要实验的技术路线图，主要分为电池构建及提高阴极反硝化、改善阳极条件、电池外对比实验和阴阳极菌种的补充四大部分。
图 2-2 双室微生物燃料电池装置图Figure 2-2 Device diagram of two-chamber microbial fuel cell处理：先用蒸馏水将反应器清洗干净，自然晾干之后放入超净后开紫外灯灭菌 30min，重复三次。软管在清洗烘干之后用30 min）。膜（TMCME-7000，北京安科德膜分离工程科技有限公司）沸 1 h→0.5 mol/LH2SO4煮沸 1 h→高纯水煮沸 1 h→储存在阳离子膜的正、反面在超净台中紫外灯下分别灭菌 30 min深圳市康斯顿科技有限公司）：高纯水泡 1 d→1 mol/L HCin→1 mol/L NaOH 浸泡 3 d→高纯水煮沸 30 min→储藏在在灭菌锅中灭菌（121 ℃，30 min）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤微生物燃料电池在不同条件下的产电性能及微生物群落结构分析[J]. 王辉,李蕾,曹羡,方舟,李先宁. 东南大学学报(自然科学版). 2017(06)
[2]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)
[3]金属离子对粪产碱杆菌C16的脱氮和亚硝酸盐积累的影响[J]. 王瑶,刘玉香,安华,张浩. 微生物学通报. 2014(11)
[4]异养硝化-好氧反硝化菌异养硝化性能的影响因素[J]. 于大禹,张琳颖,高波. 化工进展. 2012(12)
[5]外阻对污泥微生物燃料电池产电以及有机物降解的影响[J]. 陈青,周顺桂,袁勇,徐荣险,胡佩. 生态环境学报. 2011(05)
[6]一株异养硝化菌的分离鉴定及其最佳亚硝化条件[J]. 吕永康,殷家红,刘玉香,张维清. 化工学报. 2011(05)
[7]无中间体无膜微生物燃料电池的构建与运行[J]. 詹亚力,张佩佩,闫光绪,郭绍辉. 高校化学工程学报. 2008(01)
硕士论文
[1]利用异养硝化—好氧反硝化菌构建生物阴极进行低C/N比废水的反硝化性能研究[D]. 杨婷.太原理工大学 2018
[2]光合细菌Rhodopseudomonas Palustris PB-Z产氢性能的研究[D]. 孙明星.太原理工大学 2016
[3]两株不同种属异养硝化菌混合培养及其性能研究[D]. 呼婷婷.太原理工大学 2016
[4]一株光合细菌的筛选及其产氢试验研究[D]. 张乐.太原理工大学 2015
[5]两株异养硝化菌的脱氮性能及乙醛酸循环的研究[D]. 安华.太原理工大学 2014
本文编号：3504104
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