热氧化法强化剩余污泥微生物燃料电池产电及污泥减量化研究

发布时间：2021-03-28 01:27

　　微生物燃料电池（MFC）是一种利用细菌通过生物质产生电能的新方法,其产电性能受反应器构型、电极材料、基质的直接影响,底物因能为MFC中的产电菌提供能源,被认为是影响MFC产电最重要的因素。为提升底物中能被产电菌利用的物质含量,本实验采用低温热解与过氧化氢结合的热氧化法对污泥进行破解,因过氧化氢在氧化过程中不产生污染物,所以热氧化法与MFC技术的结合值得期待。为此,本实验将热氧化法预处理后的污泥作为MFC燃料,分析污泥水解后性质的变化,且分析温度、时间、pH、过氧化氢投加量对污泥水解的影响,并对MFC的产电性能进行研究与分析,为环境保护与能源回收提供一种新方法。温度升高,使SCOD、蛋白质、多糖的含量逐渐升高,在100℃时,三者含量升至最大,分别为3897、2230、312 mg/L,是未处理污泥的23、8、20倍。随时间延长,细胞内有机质不断溶出并水解,使液相中SCOD、蛋白质、多糖不断增加,但水解大部分在30min内已经完成,继续加长时间对污泥的水解作用影响不大;pH值升高,过氧化氢对污泥的破解效果越好,其氧化性在碱性条件下高于酸性环境,在pH=13时,SCOD含量为3676 mg/... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２课题技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏａｄｍａｐ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｐｒｏｊｅｃｔ??

?硕士学位论文???④Ｈ?ｋ?岭产＇??／?一?＇＂ｘ?⑦⑧⑨??①十??ｌｅ??⑥??①一碳棒空气阴极；②一碳毡阳极；③一烧杯；④一温度计；⑤一搅拌子；??⑥一恒温磁力搅拌器；⑦一外接电阻；⑧一数据采集卡；⑨一电脑??图２．１本实验ＭＦＣ装置示意图??Ｆｉｇｕｒｅ?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ＭＦＣ?ｄｅｖｉｃｅ??２．?１．?３实验主要试剂及仪器??表２．２实验主要试剂一览表??Ｔａｂｉｅ２．２?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｍａｉｎ?ｒｅａｇｅｎｔ?ｌｉｓｔ??试剂?型号?厂家??ＬＨ－Ｄ－１００试剂?１００样?北京连华永兴科技发展有限公司??ＬＨ－Ｅ－１００试剂?１００样?北京连华永兴科技发展有限公司??浓硫酸?分析纯?成都市科隆化学品有限公司??纳氏试剂?／?天津久木有限公司??四水酒石酸钾钠?分析纯?广东光华科技股份有限公司??氯化铵?分析纯?国药集团化学试剂有限公司??过硫酸钾?分析纯?西陇化工有限公司??盐酸?分析纯?成都市科隆化学品有限公司??１８??

?第三章热氧化法促进剩余污泥水解的研究???３．?３热氧化法对污泥破解效果的结果与讨论??３．?３．?１水解温度对污泥破解效果的影响??ＳＣＯＤ??１６０００?－?＾?ＴＣ０Ｐ??１４０００?－?＼??１２０００?－?＼??２?？?？??￣￣￣？?？???＾０?１００００－??＿?８０００－??如?？??§?６０００?；??Ｃ／３??４０００?＿?＾?■??２０００－??０－?■??Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?＇?Ｉ?１?Ｉ?＇?Ｉ?１??０?２０?４０?６０?８０?１００??温度ｒｃ）??图３．１?ＣＯＤ含量随温度变化图??Ｆｉｇｕｒｅ?３．１?ＣＯＤ?ｃｏｎｔｅｎｔ?ａｓ?ａ?ｆｕｎｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ??热水解和过氧化氢氧化的协同作用，使得ＳＣＯＤ的释放达到一个比较高的程度。上??清液中，ＳＣＯＤ反应变化如图３．１所示，在整个温度上升过程中，ＳＣＯＤ的含量一直呈??上升趋势。在２０？６０°Ｃ的升温过程中，水解速度较快，上清液中ＳＣＯＤ的含量由原先的??２７３?ｍｇ／Ｌ快速提高到１１７３ｍｇ／Ｌ，在６０￣８０°Ｃ的范围内，ＳＣＯＤ的水解速率有所放缓，??在１ＣＫＴＣ时，ＳＣＯＤ的含量达到最大值３８９７?ｍｇ／Ｌ，是未处理污泥ＳＣＯＤ含量的２３倍。??在２０°Ｃ时，ＴＣ０Ｄ下降了?４９５０?ｍｇ／Ｌ，可能是因为ｐＨ和过氧化氢投加的共同作用，在??水解过程中生成的Ｃ０２气体的逸出以及挥发性有机物的挥发，造成了?ＴＣＯＤ的减少。??２５??


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