微生物燃料电池处理含砷废水的研究

发布时间：2023-03-19 12:33

　　含砷废水污染问题是全球性的环境问题,传统的处理方法均存在一定的弊端。微生物燃料电池是一种利用微生物作为催化剂,在降解有机物的同时将燃料中的化学能转化为电能的实验装置。由于它具有燃料来源广泛、反应条件温和、清洁环保等优点,自从被发现以来就引起了很多学者的关注。工业废水造成的As(Ⅲ)污染毒性大,传统处理方法副产物多、能耗高。本文确定MFC最佳运行条件后,围绕MFC在As(Ⅲ)浓度条件变化下的产电效果和污染物去除效果进行研究,并通过对阳极微生物群落进行分析,探讨MFC中阳极微生物的主要功能菌种。主要研究结果如下:MFC运行条件的实验研究与分析:乙酸钠浓度和pH。阳极表面生物膜的形成与碳源底物相关,碳源乙酸钠的浓度会影响产电微生物种群的竞争优势。输出电压周期长度与乙酸钠浓度呈正相关;最大输出电压、电流密度、功率密度随乙酸钠浓度的增大呈现先增长后下降的趋势;COD去除率和库伦效率随乙酸钠浓度的增加呈现先增长后下降的趋势。乙酸钠浓度为640.0mg·L^-1时,MFC最大输出电压为703.43mV,最大电流密度为15224.4mA·m^-3,最大功率密度7...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 含砷废水的污染现状及危害
        1.1.2 含砷废水处理方法
        1.1.3 小结
    1.2 微生物燃料电池(MFC)概述
        1.2.1 MFC的基本原理
        1.2.2 MFC的优点
    1.3 MFC处理含砷废水的研究
        1.3.1 MFC处理含砷废水的基本原理
        1.3.2 MFC处理含砷废水研究进展
    1.4 课题的研究意义和内容
        1.4.1 课题的研究意义
        1.4.2 课题项目的研究内容
第二章 实验材料和方法
    2.1 MFC反应器构造
    2.2 实验材料药品仪器
        2.2.1 药品和试剂的配置
        2.2.2 实验主要仪器
    2.3 反应器的启动和运行
        2.3.1 接种污泥
        2.3.2 电极材料和质子膜的预处理
        2.3.3 反应器的启动和运行
    2.4 分析测试方法
        2.4.1 水质化学分析方法与计算
        2.4.2 电化学分析方法
        2.4.3 污染物去除率计算
    2.5 MFC微生物菌群分析方法
        2.5.1 测序样品处理
        2.5.2 测序数据预处理
        2.5.3 计算方法
第三章 MFC运行条件的实验研究与分析
    3.1 MFC运行条件的实验研究
        3.1.1 乙酸钠浓度的确定
        3.1.2 pH对 MFC性能及COD去除的研究
    3.2 As(Ⅲ)对MFC性能影响的研究
        3.2.1 电化学性能分析
        3.2.2 污染物降解性能分析
        3.2.3 水质分析
    3.3 本章小结
第四章 MFC阳极微生物群落分析
    4.1 乙酸钠浓度的影响
        4.1.1 微生物群落多样性分析
        4.1.2 微生物群落的结构变化分析
    4.2 pH的影响
        4.2.1 微生物群落多样性分析
        4.2.2 微生物群落的结构变化分析
    4.3 As(Ⅲ)的影响
        4.3.1 微生物群落多样性分析
        4.3.2 微生物群落的结构变化分析
    4.4 微生物群落演替分析
        4.4.1 微生物群落多样性分析
        4.4.2 微生物群落的演替规律分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新
    5.3 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3765254