基于微生物燃料电池降解环境中的菲
发布时间：2022-01-11 19:29
随着社会的发展,人们对化石燃料的依赖性逐渐增加,其燃烧过程会产生大量的多环芳烃。由于多环芳烃在自然环境下难以降解,从而导致其在环境中的含量逐渐增加,对生态环境构成了极大地危害。现如今,将微生物燃料电池（Microbial fuel cell,MFC）用于降解环境中难降解的污染物的这方面研究被广泛关注。MFC是一种可以将化学能转化为电能的装置。当使用各种有机污染物作为底物时,可以使降解有机污染物过程与产生电能过程同步进行,是一种具有广阔应用前景的污染处理技术。基于此,本次研究中选用菲作为多环芳烃的代表物,研究水体以及土壤中的菲污染物的去除方法,通过构造相应的微生物燃料电池分别来处理受菲污染的水体以及土壤。通过实验数据分析菲的去除效果以及电池的产电效能,分析其微生物群落结构及主要的功能微生物。为构建微生物燃料电池应用于受污染水体以及土壤中多环芳烃的去除的提供理论基础。本文的主要结论如下:1.构建可去除水体中菲污染物的MFC。接种污水处理厂的活性厌氧污泥作为微生物来源,经过长时间的驯化培养后,正式进行实验。电池的运行八天作为一个周期,设置4个实验组,初始菲的浓度分别为0 mg/L、5 mg/...
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物燃料电池的原理
基于微生物燃料电池降解环境中的菲9图1-2稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）示意图Fig．1-2SketchofDNA-basedstableisotopeprobing（DNA-SIP）1.4本论文的工作1.4.1研究目的现如今世界面临着两大难题：能源短缺以及环境污染，因此，开发一种高效，低耗的污染物处理技术已成为解决环境污染问题的趋势，MFC可应用于污染物的处理和能源生产这两个方面。通过构造相应的微生物燃料电池，使电活性微生物和其他可以降解各类污染物的微生物的共同作用，利用这些污染物作为底物，在去除污染物的同时也能产生能源[59]。微生物燃料电池作为一种同步处理污染物以及产电的新技术，具有环保，产能，低耗等特点[60]。目前，将MFC技术与以往的污染物处理技术相结合，在污染物处理的方面有着广阔的运用前景。随着环境中多环芳烃的污染的越发严重，研究一种新型高效环保可去除环境中多环芳烃的技术，不仅符合我国“节能减排”的环保政策，也符合技术的发展趋势。本文将MFC技术用于去除环境中的菲，通过构造相应的MFC，使其能同步去除菲这类的难以降解的污染物以及产生电能，筛选出降解菲的功能微生物，这对提高MFC中降解菲效率和输出电能有着重要意义。
第一章引言101.4.2研究内容本文主要研究内容：(1)MFC去除水体中菲污染物的相关研究。实验选用多环芳烃的代表化合物-菲作为研究对象。构造了可去除水体中菲污染的微生物燃料电池，废水中的可降解菲的微生物来源于污水处理厂的活性污泥，经过长时间的驯化培养后，接种在阳极室。在电池的运行周期内，不仅仅局限于体系中菲的去除效果，同时也考察其COD和TOC去除效果、体系pH的变化以及输出的电能。通过高通量技术分析微生物群落结构的变化及利用DNA-SIP技术分析群落中的功能微生物。(2)MFC去除土壤中菲污染物的相关研究。实验选用多环芳烃的代表化合物-菲作为研究对象。构造了可去除土壤中菲污染的微生物燃料电池，驯化后的土壤微生物接种在阳极室，实现同步菲的去除以及产电。在电池的运行周期内，也评估构造的MFC对于COD、TOC去除效果和输出的电能。通过高通量技术分析其微生物群落结构的变化及DNA-SIP技术分析群落中的功能微生物。本研究的流程图见图1-3。图1-3实验的流程图Fig．1-3Experimentalflowchart
【参考文献】：
期刊论文
[1]稳定性同位素DNA-SIP示踪中性紫色土的氨氧化过程[J]. 刘天琳,王智慧,闫小娟,赵永鹏,贾仲君,蒋先军. 环境科学. 2019(06)
[2]分子印迹固相萃取-气相色谱/质谱联用法测定污泥中多环芳烃[J]. 李成,张雪娜,师耀龙,贾海滨,石维,王伟,杨志新. 环境化学. 2017(01)
[3]土壤有机污染物生物修复技术研究进展[J]. 周际海,袁颖红,朱志保,姚春阳,张谷雨,高琪. 生态环境学报. 2015(02)
[4]电化学活性微生物的分离与鉴定[J]. 肖勇,吴松,杨朝晖,郑越,赵峰. 化学进展. 2013(10)
[5]ASE-SPE/GC-MS测定土壤中16种PAHs质量控制研究[J]. 许鹏军,张烃,任玥,齐丽,杨文龙,黄业茹. 分析测试学报. 2012(09)
[6]稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP原理与应用[J]. 贾仲君. 微生物学报. 2011(12)
[7]燃料电池的研究进展及应用前景[J]. 王兴娟,王坤勋,刘庆祥. 炼油与化工. 2011(01)
[8]多环芳烃微生物降解机理研究进展[J]. 唐婷婷,金卫根. 土壤. 2010(06)
[9]用于污水处理的微生物燃料电池研究最新进展[J]. 谢晴,杨嘉伟,王彬,冷庚,但德忠. 水处理技术. 2010(03)
[10]菲降解菌的降解特性及菲对其细胞表面形态的影响[J]. 邓军,尹华,叶锦韶,彭辉,秦华明,龙焰,张娜,何宝燕. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2010(01)
博士论文
[1]微生物燃料电池中污染物的强化降解[D]. 刘荣华.中国科学技术大学 2014
[2]微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究[D]. 张吉强.浙江大学 2014
[3]用于质子交换膜燃料电池的交联型聚合物膜材料的制备与研究[D]. 韩苗苗.吉林大学 2011
[4]近海沉积物中几种多环芳烃的生物降解研究[D]. 王岩.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]基于纳米硅藻材料的MFC阳极制备及性能研究[D]. 彭本齐.哈尔滨工业大学 2019
[2]质子交换膜污染机理分析以及在微生物燃料电池中的应用[D]. 张全.西安建筑科技大学 2017
[3]三种紫色土硝化作用及其硝化微生物的研究[D]. 闫小娟.西南大学 2016
[4]海螺沟冰雪、土壤和苔藓中多环芳烃的分布特征及来源解析[D]. 何弦.成都理工大学 2014
[5]芘降解菌株SE12的分离和鉴定及其降解效果研究[D]. 张巧巧.南京农业大学 2010
[6]复合污染条件下湘江沉积物对镉和菲吸附的研究[D]. 曾凡凡.湖南大学 2009
[7]中原油田油泥和周围土壤及植物中PAHs分布特征和生态风险研究[D]. 孙东亚.青岛科技大学 2008
[8]黄河三角洲地区土壤中多环芳烃的污染状况及源解析研究[D]. 虢新运.中国海洋大学 2008
[9]南昌市区可吸入颗粒物(PM10)中多环芳烃及其来源分析[D]. 任艳平.南昌大学 2007
[10]微生物燃料电池的基础研究[D]. 徐伟.扬州大学 2007
本文编号：3583329
【文章来源】：福建农林大学福建省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
微生物燃料电池的原理
基于微生物燃料电池降解环境中的菲9图1-2稳定性同位素核酸探针技术（DNA-SIP）示意图Fig．1-2SketchofDNA-basedstableisotopeprobing（DNA-SIP）1.4本论文的工作1.4.1研究目的现如今世界面临着两大难题：能源短缺以及环境污染，因此，开发一种高效，低耗的污染物处理技术已成为解决环境污染问题的趋势，MFC可应用于污染物的处理和能源生产这两个方面。通过构造相应的微生物燃料电池，使电活性微生物和其他可以降解各类污染物的微生物的共同作用，利用这些污染物作为底物，在去除污染物的同时也能产生能源[59]。微生物燃料电池作为一种同步处理污染物以及产电的新技术，具有环保，产能，低耗等特点[60]。目前，将MFC技术与以往的污染物处理技术相结合，在污染物处理的方面有着广阔的运用前景。随着环境中多环芳烃的污染的越发严重，研究一种新型高效环保可去除环境中多环芳烃的技术，不仅符合我国“节能减排”的环保政策，也符合技术的发展趋势。本文将MFC技术用于去除环境中的菲，通过构造相应的MFC，使其能同步去除菲这类的难以降解的污染物以及产生电能，筛选出降解菲的功能微生物，这对提高MFC中降解菲效率和输出电能有着重要意义。
第一章引言101.4.2研究内容本文主要研究内容：(1)MFC去除水体中菲污染物的相关研究。实验选用多环芳烃的代表化合物-菲作为研究对象。构造了可去除水体中菲污染的微生物燃料电池，废水中的可降解菲的微生物来源于污水处理厂的活性污泥，经过长时间的驯化培养后，接种在阳极室。在电池的运行周期内，不仅仅局限于体系中菲的去除效果，同时也考察其COD和TOC去除效果、体系pH的变化以及输出的电能。通过高通量技术分析微生物群落结构的变化及利用DNA-SIP技术分析群落中的功能微生物。(2)MFC去除土壤中菲污染物的相关研究。实验选用多环芳烃的代表化合物-菲作为研究对象。构造了可去除土壤中菲污染的微生物燃料电池，驯化后的土壤微生物接种在阳极室，实现同步菲的去除以及产电。在电池的运行周期内，也评估构造的MFC对于COD、TOC去除效果和输出的电能。通过高通量技术分析其微生物群落结构的变化及DNA-SIP技术分析群落中的功能微生物。本研究的流程图见图1-3。图1-3实验的流程图Fig．1-3Experimentalflowchart
【参考文献】：
期刊论文
[1]稳定性同位素DNA-SIP示踪中性紫色土的氨氧化过程[J]. 刘天琳,王智慧,闫小娟,赵永鹏,贾仲君,蒋先军. 环境科学. 2019(06)
[2]分子印迹固相萃取-气相色谱/质谱联用法测定污泥中多环芳烃[J]. 李成,张雪娜,师耀龙,贾海滨,石维,王伟,杨志新. 环境化学. 2017(01)
[3]土壤有机污染物生物修复技术研究进展[J]. 周际海,袁颖红,朱志保,姚春阳,张谷雨,高琪. 生态环境学报. 2015(02)
[4]电化学活性微生物的分离与鉴定[J]. 肖勇,吴松,杨朝晖,郑越,赵峰. 化学进展. 2013(10)
[5]ASE-SPE/GC-MS测定土壤中16种PAHs质量控制研究[J]. 许鹏军,张烃,任玥,齐丽,杨文龙,黄业茹. 分析测试学报. 2012(09)
[6]稳定性同位素核酸探针技术DNA-SIP原理与应用[J]. 贾仲君. 微生物学报. 2011(12)
[7]燃料电池的研究进展及应用前景[J]. 王兴娟,王坤勋,刘庆祥. 炼油与化工. 2011(01)
[8]多环芳烃微生物降解机理研究进展[J]. 唐婷婷,金卫根. 土壤. 2010(06)
[9]用于污水处理的微生物燃料电池研究最新进展[J]. 谢晴,杨嘉伟,王彬,冷庚,但德忠. 水处理技术. 2010(03)
[10]菲降解菌的降解特性及菲对其细胞表面形态的影响[J]. 邓军,尹华,叶锦韶,彭辉,秦华明,龙焰,张娜,何宝燕. 暨南大学学报(自然科学与医学版). 2010(01)
博士论文
[1]微生物燃料电池中污染物的强化降解[D]. 刘荣华.中国科学技术大学 2014
[2]微生物燃料电池同步脱氮产电性能及机理研究[D]. 张吉强.浙江大学 2014
[3]用于质子交换膜燃料电池的交联型聚合物膜材料的制备与研究[D]. 韩苗苗.吉林大学 2011
[4]近海沉积物中几种多环芳烃的生物降解研究[D]. 王岩.中国海洋大学 2011
硕士论文
[1]基于纳米硅藻材料的MFC阳极制备及性能研究[D]. 彭本齐.哈尔滨工业大学 2019
[2]质子交换膜污染机理分析以及在微生物燃料电池中的应用[D]. 张全.西安建筑科技大学 2017
[3]三种紫色土硝化作用及其硝化微生物的研究[D]. 闫小娟.西南大学 2016
[4]海螺沟冰雪、土壤和苔藓中多环芳烃的分布特征及来源解析[D]. 何弦.成都理工大学 2014
[5]芘降解菌株SE12的分离和鉴定及其降解效果研究[D]. 张巧巧.南京农业大学 2010
[6]复合污染条件下湘江沉积物对镉和菲吸附的研究[D]. 曾凡凡.湖南大学 2009
[7]中原油田油泥和周围土壤及植物中PAHs分布特征和生态风险研究[D]. 孙东亚.青岛科技大学 2008
[8]黄河三角洲地区土壤中多环芳烃的污染状况及源解析研究[D]. 虢新运.中国海洋大学 2008
[9]南昌市区可吸入颗粒物(PM10)中多环芳烃及其来源分析[D]. 任艳平.南昌大学 2007
[10]微生物燃料电池的基础研究[D]. 徐伟.扬州大学 2007
本文编号：3583329
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