厌氧氨氧化污泥阳极产电驱动NO 3 - 还原性能研究
发布时间：2022-12-03 20:25
厌氧氨氧化作为一种新型生物脱氮技术,可以同步去除废水中的两种氮素污染物（铵盐和亚硝酸盐）,此过程的优点为无须添加有机碳源、耗氧量低且污泥产量低,具有很好的发展前景。但该反应会产生副产物硝酸盐,使在实际运行中总氮（TN）去除效率仅为70%左右,同时厌氧氨氧化菌对生长环境要求严苛,制约了其发展和应用。因此,寻找一种简便、经济的原位脱除副产物硝酸盐,提高厌氧氨氧化工艺TN去除效率的方法已经成为目前该领域研究热点。本研究将厌氧氨氧化与微生物燃料电池技术耦合,以厌氧氨氧化污泥作为微生物燃料电池中阳极区域的微生物催化剂,产电驱动SnCu-Pd/碳纤维布复合阴极电催化还原硝酸盐,主要探讨了此体系的脱氮、产电性能以及取自不同位置的污泥中微生物的群落结构演替。此外,将运行条件中的温度设置为室温、拓宽进水主要基质浓度比例,分析其脱氮、产电性能的变化。具体研究内容和结论为:（1）以预处理后的碳纤维布（导电性能好、沉积位点多）为基底材料,分别电沉积Pd、Cu和Sn,制备出SnCu-Pd/碳纤维布催化阴极。通过SEM表征和CV测试电极对硝酸盐的催化还原活性,分别考察预处理方法、沉积方法和加入络合剂作用方面对还原...
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 水体氮素污染情况
1.2 生物脱氮技术概述
1.2.1 传统脱氮技术
1.2.2 新型脱氮技术
1.3 厌氧氨氧化工艺及其研究进展
1.3.1 厌氧氨氧化工艺简介
1.3.2 影响厌氧氨氧化菌生长代谢的因素
1.3.3 厌氧氨氧化工艺发展现状
1.4 微生物燃料电池工艺简介
1.5 生物脱氮型MFC工艺简介及研究进展
1.5.1 耦合硝化反应的MFC工艺
1.5.2 耦合反硝化反应的MFC工艺
1.5.3 耦合厌氧氨氧化反应的MFC工艺
1.6 本课题的研究目的、意义及内容
1.6.1 研究目的与意义
1.6.2 研究内容
2 实验方法与材料
2.1 实验装置
2.2 实验污泥
2.3 实验污水
2.4 实验分析项目及方法
2.4.1 常规分析
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)
2.4.3 电阻率、循环伏安曲线(CV)测试
2.4.4 极化曲线、功率密度曲线测定
2.4.5 库伦效率
2.4.6 比厌氧氨氧化活性(SAA)
2.4.7 血红素c
2.4.8 高通量测序
2.5 实验试剂及仪器
2.5.1 实验试剂
2.5.2 实验仪器
3 阴极催化电极的制备过程探索及表征
3.1 引言
3.2 实验内容
3.2.1 电极制备方法
3.2.2 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 原始碳布的表征
3.3.2 电极制备的优化过程
3.4 本章小结
4 厌氧氨氧化污泥-微生物燃料电池的构建与性能分析
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 反应器运行
4.2.2 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 未接种微生物时反应器的脱氮产电效果
4.3.2 反应器脱氮性能分析
4.3.3 反应器产电性能分析
4.3.4 SEM及高通量测序分析
4.4 本章小结
5 进水基质浓度比例对反应器运行性能的影响
5.1 引言
5.2 实验内容
5.2.1 反应器运行
5.2.2 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 反应器脱氮性能分析
5.3.2 反应器产电性能分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]耦合厌氧氨氧化反应的高氮负荷型双室MFC性能研究[J]. 许明熠,周少奇,刘泽珺,王敬平,马福臻. 环境科学学报. 2017(01)
[2]AAO污水处理工艺中厌氧氨氧化效能及微生物交互作用[J]. 王衫允,马斌,贾方旭,彭永臻. 中国环境科学. 2016(07)
[3]新加坡最大回用水处理厂污水短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺[J]. Cao Yeshi,Kwok Bee Hong,Yan Zhou,Yu Liu,He Jianzhong,Chua Seng Chye,Wah Yuen Long,Yahya Ghani. 北京工业大学学报. 2015(10)
[4]“十三五”总氮、总磷总量控制政策建议[J]. 文宇立,叶维丽,刘晨峰,郭黎卿,张文静. 环境污染与防治. 2015(03)
[5]以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展[J]. 沈春花,曾庆玲,郭义海. 化工进展. 2011(09)
[6]亚硝酸盐对人体的危害和预防[J]. 曹会兰. 微量元素与健康研究. 2003(02)
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
[2]厌氧氨氧化工艺快速启动及菌群特性研究[D]. 汪涛.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]影响厌氧氨氧化微生物燃料电池脱氮性能的因素研究[D]. 刘波.重庆交通大学 2017
本文编号：3706912
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 水体氮素污染情况
1.2 生物脱氮技术概述
1.2.1 传统脱氮技术
1.2.2 新型脱氮技术
1.3 厌氧氨氧化工艺及其研究进展
1.3.1 厌氧氨氧化工艺简介
1.3.2 影响厌氧氨氧化菌生长代谢的因素
1.3.3 厌氧氨氧化工艺发展现状
1.4 微生物燃料电池工艺简介
1.5 生物脱氮型MFC工艺简介及研究进展
1.5.1 耦合硝化反应的MFC工艺
1.5.2 耦合反硝化反应的MFC工艺
1.5.3 耦合厌氧氨氧化反应的MFC工艺
1.6 本课题的研究目的、意义及内容
1.6.1 研究目的与意义
1.6.2 研究内容
2 实验方法与材料
2.1 实验装置
2.2 实验污泥
2.3 实验污水
2.4 实验分析项目及方法
2.4.1 常规分析
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)
2.4.3 电阻率、循环伏安曲线(CV)测试
2.4.4 极化曲线、功率密度曲线测定
2.4.5 库伦效率
2.4.6 比厌氧氨氧化活性(SAA)
2.4.7 血红素c
2.4.8 高通量测序
2.5 实验试剂及仪器
2.5.1 实验试剂
2.5.2 实验仪器
3 阴极催化电极的制备过程探索及表征
3.1 引言
3.2 实验内容
3.2.1 电极制备方法
3.2.2 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 原始碳布的表征
3.3.2 电极制备的优化过程
3.4 本章小结
4 厌氧氨氧化污泥-微生物燃料电池的构建与性能分析
4.1 引言
4.2 实验内容
4.2.1 反应器运行
4.2.2 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 未接种微生物时反应器的脱氮产电效果
4.3.2 反应器脱氮性能分析
4.3.3 反应器产电性能分析
4.3.4 SEM及高通量测序分析
4.4 本章小结
5 进水基质浓度比例对反应器运行性能的影响
5.1 引言
5.2 实验内容
5.2.1 反应器运行
5.2.2 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 反应器脱氮性能分析
5.3.2 反应器产电性能分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]耦合厌氧氨氧化反应的高氮负荷型双室MFC性能研究[J]. 许明熠,周少奇,刘泽珺,王敬平,马福臻. 环境科学学报. 2017(01)
[2]AAO污水处理工艺中厌氧氨氧化效能及微生物交互作用[J]. 王衫允,马斌,贾方旭,彭永臻. 中国环境科学. 2016(07)
[3]新加坡最大回用水处理厂污水短程硝化厌氧氨氧化脱氮工艺[J]. Cao Yeshi,Kwok Bee Hong,Yan Zhou,Yu Liu,He Jianzhong,Chua Seng Chye,Wah Yuen Long,Yahya Ghani. 北京工业大学学报. 2015(10)
[4]“十三五”总氮、总磷总量控制政策建议[J]. 文宇立,叶维丽,刘晨峰,郭黎卿,张文静. 环境污染与防治. 2015(03)
[5]以微生物燃料电池技术资源化利用剩余污泥的研究进展[J]. 沈春花,曾庆玲,郭义海. 化工进展. 2011(09)
[6]亚硝酸盐对人体的危害和预防[J]. 曹会兰. 微量元素与健康研究. 2003(02)
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
[2]厌氧氨氧化工艺快速启动及菌群特性研究[D]. 汪涛.大连理工大学 2012
硕士论文
[1]影响厌氧氨氧化微生物燃料电池脱氮性能的因素研究[D]. 刘波.重庆交通大学 2017
本文编号：3706912
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3706912.html
