微生物燃料电池高效处理垃圾渗滤液产电特性和污染物脱除研究
发布时间：2022-01-06 07:55
卫生填埋和垃圾焚烧是我国目前垃圾无害化主要处置方式,垃圾在填埋和堆放过程中产生的高浓度有机废水垃圾渗滤液水质复杂,成分多变,是世界上最难处理的废水之一,若处置不当将对人类健康和生态环境造成严重威胁。垃圾渗滤液含有大量能量、氨氮（NH3-N）等资源,回收利用这些资源可提高渗滤液处理的可持续性,但现有处理方法成本高、能耗大,存在二次污染风险,开发投入少且能回收利用废水中资源的新技术是垃圾渗滤液处理未来发展的挑战。微生物燃料电池（MFC）作为一种新型污水处理技术,可实现同步脱除有机物、氨氮、磷、金属等污染物,同时产生电能回收能量,在废水处理领域研究广泛。本文针对MFC技术处理垃圾渗滤液存在产电性能低、稳定性差、单独MFC处理出水水质不理想等问题,优化反应器结构和运行方式,提高MFC处理垃圾渗滤液产电特性和污染物脱除性能,稳定处理效果,并将MFC技术与电化学氧化法结合,优化电化学氧化反应条件,提高出水水质。针对MFC处理垃圾渗滤液产电性能低、污染物去除效果不理想的问题,研究反应器电极间距和阴阳极面积比等结构因素对于MFC处理垃圾渗滤液性能的影响。结果表明反应器结构和污染物浓度共同影响MFC产电...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１全国城市生活垃圾无害化处理情况??
１．４．１微生物燃料电池原理??微生物燃料电池（ＭｉｃｒｏｂｉａｌｆＵｅｌｃｅｌｌ，?ＭＦＣ）是一种利用微生物降解或氧化有??机物同时产生电能回收能量的技术［４１］。ＭＦＣ的示意图如图１．２，其基本工作原??理是附着在阳极上的产电细菌催化氧化有机物并产生电子和质子，电子经阳极及??外电路传递至阴极，质子经阳极室穿过交换膜到达阴极室，在阴极处电子、质子、??７??
２．１．１标准板式ＭＦＣ??标准板式ＭＦＣ为ＰＶＣ材质长方体结构，内腔体截面尺寸为２００ｍｍ长??ｘｌＯＯｍｍ宽，高度为２０ｍｍ，结构如图２．１。反应器的有效容积分别为３４０ｍＬ；??泡沐镍阴极（尺寸为２００ｍｍｘｌ００ｍｍ）对称布置于反应器两侧，铜条与阴极连接??并导出；阳极由布置于腔体正中位置、沿长度方向等距排列的９根碳刷（直径??ｃｐｌ５ｍｍ，高１１０ｍｍ）构成，ＰＶＣ框架夕卜的碳刷金属芯用铜条（宽１０ｍｍ，厚０．４ｍｍ）??连接并导出；阴极和阳极间（紧贴阴极侧）放置一片坡璃纤维（厚约１．４＿）以??避免阴阳极短路。??［」阳??ｆ鄉：＇?＼?玻璃ｉｌｌ??－????图２．１标准板式ＭＦＣ实验装置图（左图）和结构示意图（右图）??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展[J]. 孙怡,于利亮,黄浩斌,羊家威,成少安. 化工学报. 2017(05)
[2]城市生活垃圾处理行业2015年发展报告[J]. Speciality Committee of Urban Domestic Refuse of CAEPI;. 中国环保产业. 2016(08)
[3]Study on the effect of landfill leachate on nutrient removal from municipal wastewater[J]. Qiuyan Yuan,Huijun Jia,Mario Poveda. Journal of Environmental Sciences. 2016(05)
[4]垃圾渗滤液与村镇污水用生物转盘法合并处理的研究[J]. 李燕,郭华,杨胜娜,刘俊良. 中国农村水利水电. 2014(12)
[5]垃圾渗滤液水质特性和处理技术研究[J]. 吴莉娜,涂楠楠,程继坤,彭永臻,张杰,陈柯羽,刘寒冰. 科学技术与工程. 2014(31)
[6]微生物燃料电池中阴极长期运行的性能分析[J]. 潘彬,孙丹,叶遥立,郭剑,黄鹤,成少安. 化工学报. 2014(09)
[7]微生物燃料电池碳基阳极材料的研究进展[J]. 王鑫,李楠,高宁圣洁,周启星. 中国给水排水. 2012(22)
[8]浅议我国垃圾焚烧发电的现状及发展趋势[J]. 刘军伟,雷廷宙,杨树华,李在峰,何晓峰. 中外能源. 2012(06)
[9]混凝与Fenton联用处理垃圾渗滤液的效能及成本[J]. 尹军,蒋宝军,吴晓燕,梁梁,刘亮,张居奎. 环境工程学报. 2010(05)
[10]垃圾渗滤液接入城市污水处理厂存在的问题探讨[J]. 乔勇,赵国志. 给水排水. 2006(02)
博士论文
[1]微生物燃料电池扩大化及实用化关键技术的研究[D]. 丁为俊.浙江大学 2017
[2]垃圾渗滤液的预处理方法及其机理研究[D]. 岳秀.湖南大学 2011
[3]城市污水与垃圾渗滤液及粪便污水合并处理技术研究[D]. 余建恒.华南理工大学 2010
[4]氨氮的电化学氧化技术及其应用研究[D]. 陈金銮.清华大学 2008
[5]卫生填埋降解试验研究及沉降机理分析[D]. 廖智强.河海大学 2006
硕士论文
[1]针对微生物燃料电池扩大化的新型空气阴极开发研究[D]. 陈杰.浙江大学 2017
[2]填埋场垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理技术研究[D]. 许晶.浙江工商大学 2017
[3]外循环生物流化床反应器处理垃圾渗滤液的研究[D]. 王泽波.浙江大学 2016
[4]负荷分配与成本控制对垃圾渗滤液处理工艺设计的影响[D]. 陈娟娟.华南理工大学 2014
[5]磁加载强化活性污泥法处理城市垃圾渗滤液的研究[D]. 方兵.安徽工业大学 2013
[6]生物滤池处理垃圾渗滤液的实验研究[D]. 梁少博.华东师范大学 2009
[7]垃圾渗滤液的深度处理技术研究[D]. 徐新燕.上海交通大学 2007
[8]垃圾渗滤液中苯酚和苯甲酸降解菌的筛选及降解特性研究[D]. 赵连梅.天津大学 2007
[9]物化法深度处理垃圾渗滤液[D]. 闫家怡.青岛大学 2006
[10]常温下强化UASB处理垃圾渗滤液工艺研究[D]. 代华军.武汉理工大学 2006
本文编号：3572068
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１全国城市生活垃圾无害化处理情况??
１．４．１微生物燃料电池原理??微生物燃料电池（ＭｉｃｒｏｂｉａｌｆＵｅｌｃｅｌｌ，?ＭＦＣ）是一种利用微生物降解或氧化有??机物同时产生电能回收能量的技术［４１］。ＭＦＣ的示意图如图１．２，其基本工作原??理是附着在阳极上的产电细菌催化氧化有机物并产生电子和质子，电子经阳极及??外电路传递至阴极，质子经阳极室穿过交换膜到达阴极室，在阴极处电子、质子、??７??
２．１．１标准板式ＭＦＣ??标准板式ＭＦＣ为ＰＶＣ材质长方体结构，内腔体截面尺寸为２００ｍｍ长??ｘｌＯＯｍｍ宽，高度为２０ｍｍ，结构如图２．１。反应器的有效容积分别为３４０ｍＬ；??泡沐镍阴极（尺寸为２００ｍｍｘｌ００ｍｍ）对称布置于反应器两侧，铜条与阴极连接??并导出；阳极由布置于腔体正中位置、沿长度方向等距排列的９根碳刷（直径??ｃｐｌ５ｍｍ，高１１０ｍｍ）构成，ＰＶＣ框架夕卜的碳刷金属芯用铜条（宽１０ｍｍ，厚０．４ｍｍ）??连接并导出；阴极和阳极间（紧贴阴极侧）放置一片坡璃纤维（厚约１．４＿）以??避免阴阳极短路。??［」阳??ｆ鄉：＇?＼?玻璃ｉｌｌ??－????图２．１标准板式ＭＦＣ实验装置图（左图）和结构示意图（右图）??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高级氧化技术处理难降解有机废水的研发趋势及实用化进展[J]. 孙怡,于利亮,黄浩斌,羊家威,成少安. 化工学报. 2017(05)
[2]城市生活垃圾处理行业2015年发展报告[J]. Speciality Committee of Urban Domestic Refuse of CAEPI;. 中国环保产业. 2016(08)
[3]Study on the effect of landfill leachate on nutrient removal from municipal wastewater[J]. Qiuyan Yuan,Huijun Jia,Mario Poveda. Journal of Environmental Sciences. 2016(05)
[4]垃圾渗滤液与村镇污水用生物转盘法合并处理的研究[J]. 李燕,郭华,杨胜娜,刘俊良. 中国农村水利水电. 2014(12)
[5]垃圾渗滤液水质特性和处理技术研究[J]. 吴莉娜,涂楠楠,程继坤,彭永臻,张杰,陈柯羽,刘寒冰. 科学技术与工程. 2014(31)
[6]微生物燃料电池中阴极长期运行的性能分析[J]. 潘彬,孙丹,叶遥立,郭剑,黄鹤,成少安. 化工学报. 2014(09)
[7]微生物燃料电池碳基阳极材料的研究进展[J]. 王鑫,李楠,高宁圣洁,周启星. 中国给水排水. 2012(22)
[8]浅议我国垃圾焚烧发电的现状及发展趋势[J]. 刘军伟,雷廷宙,杨树华,李在峰,何晓峰. 中外能源. 2012(06)
[9]混凝与Fenton联用处理垃圾渗滤液的效能及成本[J]. 尹军,蒋宝军,吴晓燕,梁梁,刘亮,张居奎. 环境工程学报. 2010(05)
[10]垃圾渗滤液接入城市污水处理厂存在的问题探讨[J]. 乔勇,赵国志. 给水排水. 2006(02)
博士论文
[1]微生物燃料电池扩大化及实用化关键技术的研究[D]. 丁为俊.浙江大学 2017
[2]垃圾渗滤液的预处理方法及其机理研究[D]. 岳秀.湖南大学 2011
[3]城市污水与垃圾渗滤液及粪便污水合并处理技术研究[D]. 余建恒.华南理工大学 2010
[4]氨氮的电化学氧化技术及其应用研究[D]. 陈金銮.清华大学 2008
[5]卫生填埋降解试验研究及沉降机理分析[D]. 廖智强.河海大学 2006
硕士论文
[1]针对微生物燃料电池扩大化的新型空气阴极开发研究[D]. 陈杰.浙江大学 2017
[2]填埋场垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理技术研究[D]. 许晶.浙江工商大学 2017
[3]外循环生物流化床反应器处理垃圾渗滤液的研究[D]. 王泽波.浙江大学 2016
[4]负荷分配与成本控制对垃圾渗滤液处理工艺设计的影响[D]. 陈娟娟.华南理工大学 2014
[5]磁加载强化活性污泥法处理城市垃圾渗滤液的研究[D]. 方兵.安徽工业大学 2013
[6]生物滤池处理垃圾渗滤液的实验研究[D]. 梁少博.华东师范大学 2009
[7]垃圾渗滤液的深度处理技术研究[D]. 徐新燕.上海交通大学 2007
[8]垃圾渗滤液中苯酚和苯甲酸降解菌的筛选及降解特性研究[D]. 赵连梅.天津大学 2007
[9]物化法深度处理垃圾渗滤液[D]. 闫家怡.青岛大学 2006
[10]常温下强化UASB处理垃圾渗滤液工艺研究[D]. 代华军.武汉理工大学 2006
本文编号：3572068
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