MFC-EC联用技术处理含油废水的研究

发布时间：2023-04-01 13:29

　　本论文将微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)与传统电絮凝技术(electrocoagulation,EC)相耦合,构建了用于处理含油废水的无需额外供电的生物电絮凝体系(MFC-EC)。该体系通过EC去除废水中大部分的油脂、有机物及颗粒污染物等,出水进入MFC继续进行生物降解。同时,MFC降解废水产生的电能被原位用来维持EC的运行。此耦合体系使每项技术发挥各自优势,避免单一方法的局限性,具有重要的学术价值和应用潜力。MFC反应器利用厌氧活性污泥启动,运行稳定后MFC的最大功率密度为613.6±10 mW/m²。选取产电性能相近的四个MFC反应器串联充当EC的电源,并通过正交实验优化实验条件。结果表明,在极板间距1 cm、极板面积24 cm²和搅拌速度360 r/min时,EC对含油废水的处理效果最佳。以EC出水为底物的MFC电池组作为EC电源处理含油废水,并与直流电源进行对比。结果表明,以四个EC出水为底物的MFC串联供电时,电池组的电压、电流以及对含油废水的处理效果均与直流电源情况相近,且好于以四个MFC并联供...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 含油废水的特点及处理现状
        1.1.1 含油废水的来源及特点
        1.1.2 含油废水的危害
        1.1.3 含油废水的处理现状
    1.2 微生物燃料电池的研究进展
        1.2.1 微生物燃料电池的研究背景
        1.2.2 微生物燃料电池组成及产电机理
        1.2.3 微生物燃料电池产电影响因素
        1.2.4 微生物燃料电池在废水处理中的应用
    1.3 电絮凝技术的研究进展
        1.3.1 电絮凝技术的研究背景
        1.3.2 电絮凝技术作用机理
        1.3.3 电絮凝技术在废水处理中的应用
        1.3.4 电絮凝技术的发展趋势
第2章 研究内容与实验方案
    2.1 研究内容和技术路线
        2.1.1 研究内容
        2.1.2 技术路线
    2.2 实验方案
        2.2.1 含油废水来源
        2.2.2 实验材料
        2.2.3 实验方法
第3章 单室MFC的启动及驯化
    3.1 单室MFC的启动
        3.1.1 启动期的电压
        3.1.2 稳定期的电化学特征
    3.2 含油废水为底物MFC的驯化
        3.2.0 驯化期的电压
        3.2.1 驯化后的电化学特征
        3.2.2 驯化后的出水水质
    3.3 本章小结
第4章 MFC-EC联用体系对含油废水的处理
    4.1 EC的实验条件优化
        4.1.1 EC极板间距的影响
        4.1.2 EC极板面积的影响
        4.1.3 EC搅拌速度的影响
        4.1.4 正交实验
    4.2 MFC电池组作为EC的供电电源
        4.2.1 MFC串联-EC体系的电化学特征
        4.2.2 MFC并联-EC体系的电化学特征
        4.2.3 直流电源-EC体系的电化学特征
        4.2.4 含油废水的EC出水水质
    4.3 MFC对 EC出水的处理效果
        4.3.1 EC出水作底物的电压
        4.3.2 EC出水作底物的电化学特征
        4.3.3 EC出水作底物的MFC出水水质
    4.4 MFC-EC联用体系对含油废水的总处理效果
        4.4.1 含油废水的常规水质指标分析
        4.4.2 含油废水的三维荧光光谱解析
        4.4.3 含油废水的高分辨质谱解析
    4.5 本章小结
第5章 微生物燃料电池阳极微生物的分离鉴定
    5.1 样品基本信息分析
        5.1.1 数据预处理
        5.1.2 PCR扩增产物优化
    5.2 微生物群落结构多样性分析
        5.2.1 α 多样性指数
        5.2.2 样品群落组成
        5.2.3 群落鉴定结果
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
附录 A 微生物燃料电池营养液
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3777227