微氧生物极微生物燃料电池脱氮的研究
发布时间：2021-12-02 18:55
近年来,随着我国经济与社会的发展,各种含氮废水排放量大,导致很多地区的地表水与地下水受到氮素的严重污染,对人民的身体健康造成极大危害。因此,去除水中含氮污染物迫在眉睫。而处理含氮废水的传统硝化反硝化脱氮工艺存在占地面积大、曝气能耗高,需外加碳源与碱度等问题,导致处理成本较高,并且在处理低碳氮比（Chemical Oxygen Demand/Total Nitrogen,C/N）废水时,其脱氮效能低。因此迫切的需要一种新的脱氮处理工艺来解决当前困境。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种利用微生物的催化作用将化学能转化为电能的生物电化学系统。将MFC应用于处理含氮废水,通过控制MFC阴极氧气浓度使其达到微氧状态,有利于在阴极实现短程硝化反硝化进行脱氮。此工艺可避免额外的碳源投加,节约反应空间,减少剩余污泥产量,在去除氨氮（NH4+-N）和化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）的同时进行产电,是一种具有极大应用前景的污水脱氮技术。本实验通过构建双室微氧生物阴极MFC处理含氮废水。研究曝气...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 生物脱氮及新工艺
1.2.1 生物脱氮原理及影响因素
1.2.2 传统生物脱氮工艺
1.2.3 生物脱氮新工艺
1.2.3.1 厌氧氨氧化生物脱氮工艺
1.2.3.2 同步硝化反硝化生物脱氮工艺
1.2.3.3 短程硝化反硝化生物脱氮工艺
1.3 微生物燃料电池生物脱氮工艺
1.3.1 MFC原理及优点
1.3.2 MFC研究进展
1.3.3 MFC阴极脱氮原理及研究进展
1.3.4 MFC脱氮影响因素
1.3.5 MFC阴极脱氮微生物群落
1.4 微氧生物阴极MFC脱氮工艺的提出
1.4.1 MFC脱氮现行存在的问题
1.4.2 微氧生物阴极MFC电池脱氮工艺
1.5 研究内容的技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 课题技术路线图
1.5.3 课题的创新点
第二章 实验材料和方法
2.1 实验仪器和材料
2.1.1 主要实验仪器
2.1.2 主要实验试剂
2.2 实验方法
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验用水
2.2.3 实验方案
2.2.4 指标检测方法和设备
2.2.5 电化学指标与氮去除率计算
2.2.6 扫描电镜
2.2.7 高通量测序分析微生物群落分析
第三章 曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮效能的影响
3.1 曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮的影响
3.1.1 MFC启动电压
3.1.2 MFC阴极生物膜形态分析
3.1.3 不同曝气量条件下MFC脱氮效能
3.1.4 不同曝气量条件下C/N
3.1.5 不同曝气量条件下pH变化
3.1.6 不同曝气量条件下ORP变化
3.1.7 不同曝气量条件下MFC产电特性
3.2 微氧生物阴极MFC处理高氨氮废水脱氮研究
3.2.1 MFC处理高氨氮低C/N废水脱氮效能
3.2.2 ORP与pH值变化情况
3.2.3 MFC处理高氨氮废水产电特性
3.3 本章小结
第四章 不同曝气量下MFC阴极微生物菌群解析
4.1 微生物群落多样性分析
4.1.1 稀疏性曲线
4.1.2 多样性指数分析
4.1.3 共有OTU分析
4.1.4 PCA分析
4.1.5 样品聚类分析
4.2 微生物群落结构及功能分析
4.2.1 门水平的群落结构特征
4.2.2 纲水平的群落结构特征
4.2.3 属水平的群落结构特征
4.3 本章小结
第五章 温度冲击对微氧生物阴极MFC脱氮效能的影响
5.1 温度冲击对微氧生物阴极微生物燃料电池脱氮性能的影响
5.1.1 温度冲击对MFC脱氮性能的影响
5.1.2 温度冲击下C/N分析
5.2 温度冲击下微氧生物阴极MFC其他指标变化
5.2.1 温度冲击下pH值变化
5.2.2 温度冲击下MFC氧化还原电位测定分析
5.3 温度冲击对微氧生物阴极MFC产电性能的影响
5.4 本章小结
第六章 温度冲击下MFC阴极微生物菌群解析
6.1 微生物群落多样性分析
6.1.1 稀疏性曲线
6.1.2 多样性指数分析
6.1.3 共有OTU分析
6.1.4 PCA分析
6.1.5 样品聚类分析
6.2 微生物群落结构及功能分析
6.2.1 门水平的群落结构特征
6.2.2 纲水平的群落结构特征
6.2.3 属水平的群落结构特征
6.3 本章小结
第七章 结论以及建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3528997
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 生物脱氮及新工艺
1.2.1 生物脱氮原理及影响因素
1.2.2 传统生物脱氮工艺
1.2.3 生物脱氮新工艺
1.2.3.1 厌氧氨氧化生物脱氮工艺
1.2.3.2 同步硝化反硝化生物脱氮工艺
1.2.3.3 短程硝化反硝化生物脱氮工艺
1.3 微生物燃料电池生物脱氮工艺
1.3.1 MFC原理及优点
1.3.2 MFC研究进展
1.3.3 MFC阴极脱氮原理及研究进展
1.3.4 MFC脱氮影响因素
1.3.5 MFC阴极脱氮微生物群落
1.4 微氧生物阴极MFC脱氮工艺的提出
1.4.1 MFC脱氮现行存在的问题
1.4.2 微氧生物阴极MFC电池脱氮工艺
1.5 研究内容的技术路线
1.5.1 研究内容
1.5.2 课题技术路线图
1.5.3 课题的创新点
第二章 实验材料和方法
2.1 实验仪器和材料
2.1.1 主要实验仪器
2.1.2 主要实验试剂
2.2 实验方法
2.2.1 实验装置
2.2.2 实验用水
2.2.3 实验方案
2.2.4 指标检测方法和设备
2.2.5 电化学指标与氮去除率计算
2.2.6 扫描电镜
2.2.7 高通量测序分析微生物群落分析
第三章 曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮效能的影响
3.1 曝气量对微氧生物阴极MFC脱氮的影响
3.1.1 MFC启动电压
3.1.2 MFC阴极生物膜形态分析
3.1.3 不同曝气量条件下MFC脱氮效能
3.1.4 不同曝气量条件下C/N
3.1.5 不同曝气量条件下pH变化
3.1.6 不同曝气量条件下ORP变化
3.1.7 不同曝气量条件下MFC产电特性
3.2 微氧生物阴极MFC处理高氨氮废水脱氮研究
3.2.1 MFC处理高氨氮低C/N废水脱氮效能
3.2.2 ORP与pH值变化情况
3.2.3 MFC处理高氨氮废水产电特性
3.3 本章小结
第四章 不同曝气量下MFC阴极微生物菌群解析
4.1 微生物群落多样性分析
4.1.1 稀疏性曲线
4.1.2 多样性指数分析
4.1.3 共有OTU分析
4.1.4 PCA分析
4.1.5 样品聚类分析
4.2 微生物群落结构及功能分析
4.2.1 门水平的群落结构特征
4.2.2 纲水平的群落结构特征
4.2.3 属水平的群落结构特征
4.3 本章小结
第五章 温度冲击对微氧生物阴极MFC脱氮效能的影响
5.1 温度冲击对微氧生物阴极微生物燃料电池脱氮性能的影响
5.1.1 温度冲击对MFC脱氮性能的影响
5.1.2 温度冲击下C/N分析
5.2 温度冲击下微氧生物阴极MFC其他指标变化
5.2.1 温度冲击下pH值变化
5.2.2 温度冲击下MFC氧化还原电位测定分析
5.3 温度冲击对微氧生物阴极MFC产电性能的影响
5.4 本章小结
第六章 温度冲击下MFC阴极微生物菌群解析
6.1 微生物群落多样性分析
6.1.1 稀疏性曲线
6.1.2 多样性指数分析
6.1.3 共有OTU分析
6.1.4 PCA分析
6.1.5 样品聚类分析
6.2 微生物群落结构及功能分析
6.2.1 门水平的群落结构特征
6.2.2 纲水平的群落结构特征
6.2.3 属水平的群落结构特征
6.3 本章小结
第七章 结论以及建议
7.1 结论
7.2 建议
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3528997
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3528997.html
