浮床植物—沉积物微生物燃料电池系统对底泥的修复研究

发布时间：2025-03-19 06:14

　　本研究利用黑臭河涌底泥、人工废水以及浮床植物构建了植物-沉积物微生物燃料电池(P-SMFC)。比较了浮床植物风车草和美人蕉的根系分泌能力,探讨了P-SMFC系统产电能力、并进一步分析了系统的底泥修复以及废水处理功能。主要结论如下： (1)分别以河涌污水和霍格兰营养液为水培介质培养风车草(Cyperus alternifolius L.)和美人蕉(Canna indica L.),考察经驯化后两种植物的根系有机物分泌能力和径向泌氧能力。结果表明,经两种介质驯化后,风车草均表现出比美人蕉更强的有机物分泌能力和泌氧能力。 (2)本研究分别以底泥、人工废水及植物构建实验系统,共设置五个处理组：MFC-0(底泥、人工废水+电极)、MFC-C.i(底泥、人工废水+电极+美人蕉)、MFC-C.a(底泥、人工废水+电极+风车草)、C.i(底泥、人工废水+美人蕉)和C.a(底泥、人工废水+风车草),每组三个平行。其中前三者为P-SMFC系统,连接数据采集装置,考察P-SMFC的产电性能。结果发现,经过两个月的运行后,三个P-SMFC系统均能成功启动,稳定电压分别达到0.300、0.311、0.34...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 沉积物-微生物燃料电池的研究进展
        1.2.1 沉积物-微生物燃料电池的发展简史
        1.2.2 沉积物-微生物燃料电池的主要影响因素
        1.2.3 沉积物-微生物燃料电池的应用
    1.3 植物-微生物燃料电池的研究进展
        1.3.1 植物微生物燃料电池概念提出
        1.3.2 植物的根系分泌特征
        1.3.3 植物-沉积物微生物燃料电池的产电与应用研究
    1.4 课题的选题思路
    1.5 课题的研究目的和内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
第二章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 底质
        2.1.2 人工废水
        2.1.3 植物
    2.2 植物-底质微生物燃料电池(P-SMFC)实验系统及组件
        2.2.1 反应器及组件
        2.2.2 P-SMFC实验系统
    2.3 P-SMFC产电性能分析方法
        2.3.1 电压与电流
        2.3.2 极化曲线
        2.3.3 电池内阻
        2.3.4 功率密度
    2.4 植物根系分泌特征分析方法
        2.4.1 根系溶解性有机分泌物的评价方法
        2.4.2 根系径向泌氧能力的评价方法
    2.5 水质指标及分析方法
    2.6 底质指标及分析方法
    2.7 数据分析方法
第三章 两种浮床植物的根系分泌能力
    3.1 植物根系有机物分泌能力
    3.2 植物根系径向泌氧能力
    3.3 讨论
    3.4 本章小结
第四章 P-SMFC产电性能研究
    4.1 P-SMFC的启动特性
    4.2 P-SMFC的产电特性
    4.3 P-SMFC的功率密度和内阻
    4.4 讨论
    4.5 本章小结
第五章 P-SMFC对底质的修复及对废水的处理
    5.1 P-SMFC中底质有机质含量的变化
    5.2 P-SMFC中底质铵态氮含量的变化
    5.3 P-SMFC中底质硝态氮含量的变化
    5.4 P-SMFC中底质全磷含量的变化
    5.5 P-SMFC中底质重金属含量的变化
    5.6 P-SMFC对废水的处理
    5.7 讨论
    5.8 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件



本文编号：4036791