CW-MFC性能的影响因素及其对苯酚的去除研究
发布时间：2024-02-28 02:39
苯酚是一种无色晶体,有毒且腐蚀性较强。苯酚和其衍生物极易溶于水,且转化能力很强,会对环境造成严重污染。另外社会的快速发展,我国又面临着能源紧缺的现状。因此,本文从能源和污染角度出发,采用了人工湿地-微生物燃料电(CW-MFC)来处理废水。CW-MFC是近些年新出现的一种耦合工艺,利用人工湿地存在的氧化还原梯度而将微生物燃料电池(MFC)嵌入其中,在净化污水同时还能产电,这对解决我国目前所面临的能源危机和环境危机提供了思路。本研究成功构建了 CW-MFC耦合系统,首先以葡萄糖为底物研究不同进水COD浓度和HRT下耦合系统对污水的净化以及产电性能;其次研究了以难降解物质苯酚以及苯酚+葡萄糖共基质为底物下污水的净化效果以及产电性能;最后通过对不同底物运行条件下阳极生物膜微生物进行测序,分析阳极微生物群落的差异以及变化。主要研究结果如下:实验首先选取葡萄糖为底物,设置五组不同葡萄糖进水浓度来研究COD浓度对CW-MFC耦合工艺性能的影响。结果显示当进水COD浓度为350 mg/L时,CW-MFC的性能最佳。此时COD、NH4+-N、TP的去除率达到了 95.7%、55.1%、95.5%,稳定输...
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 苯酚废水的研究现状
1.2.1 苯酚废水简介
1.2.2 苯酚废水的去除研究
1.3 人工湿地技术概况
1.3.1 人工湿地概念及发展历程
1.3.2 人工湿地的基本类型
1.3.3 人工湿地去除机理及应用
1.4 微生物燃料电池技术概况
1.4.1 微生物燃料电池的原理
1.4.2 微生物燃料电池的组成和分类
1.4.3 微生物燃料电池性能的影响因素
1.5 CW-MFC技术概述
1.5.1 CW-MFC技术原理及分类
1.5.2 影响CW-MFC的性能因素
1.5.3 CW-MFC对难降解有机物的去除效果
1.6 课题研究目的、内容及技术路线
1.6.1 研究的目的
1.6.2 研究的内容
1.6.3 技术路线
第二章 实验材料及分析方法
2.1 实验装置
2.2 实验仪器
2.3 测定项目及分析方法
2.3.1 水质分析指标
2.3.2 电学性能指标
2.3.3 微生物群落测定
第三章 CW-MFC系统性能的影响因素研究
3.1 试验方法
3.2 CW-MFC系统的启动
3.3 COD浓度对CW-MFC性能的影响
3.3.1 污染物去除效果
3.3.2 产电性能
3.4 HRT对CW-MFC性能的影响
3.4.1 污染物去除效果
3.4.2 产电性能
3.5 本章小结
第四章 CW-MFC对苯酚的去除研究
4.1 实验方法
4.1.1 实验内容
4.1.2 苯酚的测定方法
4.2 苯酚的去除效果
4.3 COD去除效果
4.4 产电大小
4.5 库伦效率
4.6 极化曲线功率密度曲线
4.7 本章小结
第五章 微生物群落分析
5.1 实验方法
5.1.1 样品的采集
5.1.2 DNA的提取和PCR扩增
5.1.3 Miseq测序
5.1.4 微生物群落分析方法
5.2 微生物群落分析
5.2.1 稀释曲线及Shannon-Wiener曲线
5.2.2 群落多样性分析
5.2.3 分类学水平上群落数量的变化
5.3 微生物群落组成分析
5.3.1 门丰度的变化
5.3.2 变形菌门中纲丰度下的变化
5.3.3 属丰度的变化
5.3.4 产电微生物群落分析
5.3.5 苯酚降解菌菌属分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表学术论文
导师及作者简介
北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3913337
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
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学位论文数据集
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
1.1.2 研究意义
1.2 苯酚废水的研究现状
1.2.1 苯酚废水简介
1.2.2 苯酚废水的去除研究
1.3 人工湿地技术概况
1.3.1 人工湿地概念及发展历程
1.3.2 人工湿地的基本类型
1.3.3 人工湿地去除机理及应用
1.4 微生物燃料电池技术概况
1.4.1 微生物燃料电池的原理
1.4.2 微生物燃料电池的组成和分类
1.4.3 微生物燃料电池性能的影响因素
1.5 CW-MFC技术概述
1.5.1 CW-MFC技术原理及分类
1.5.2 影响CW-MFC的性能因素
1.5.3 CW-MFC对难降解有机物的去除效果
1.6 课题研究目的、内容及技术路线
1.6.1 研究的目的
1.6.2 研究的内容
1.6.3 技术路线
第二章 实验材料及分析方法
2.1 实验装置
2.2 实验仪器
2.3 测定项目及分析方法
2.3.1 水质分析指标
2.3.2 电学性能指标
2.3.3 微生物群落测定
第三章 CW-MFC系统性能的影响因素研究
3.1 试验方法
3.2 CW-MFC系统的启动
3.3 COD浓度对CW-MFC性能的影响
3.3.1 污染物去除效果
3.3.2 产电性能
3.4 HRT对CW-MFC性能的影响
3.4.1 污染物去除效果
3.4.2 产电性能
3.5 本章小结
第四章 CW-MFC对苯酚的去除研究
4.1 实验方法
4.1.1 实验内容
4.1.2 苯酚的测定方法
4.2 苯酚的去除效果
4.3 COD去除效果
4.4 产电大小
4.5 库伦效率
4.6 极化曲线功率密度曲线
4.7 本章小结
第五章 微生物群落分析
5.1 实验方法
5.1.1 样品的采集
5.1.2 DNA的提取和PCR扩增
5.1.3 Miseq测序
5.1.4 微生物群落分析方法
5.2 微生物群落分析
5.2.1 稀释曲线及Shannon-Wiener曲线
5.2.2 群落多样性分析
5.2.3 分类学水平上群落数量的变化
5.3 微生物群落组成分析
5.3.1 门丰度的变化
5.3.2 变形菌门中纲丰度下的变化
5.3.3 属丰度的变化
5.3.4 产电微生物群落分析
5.3.5 苯酚降解菌菌属分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
研究成果及发表学术论文
导师及作者简介
北京化工大学专业学位硕士研究生学位论文答辩委员会决议书
本文编号：3913337
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