基于好氧颗粒污泥的微生物燃料电池的构建及其应用试验研究

发布时间：2022-02-16 07:24

　　微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种通过微生物的催化作用,将基质中的化学能转化为电能的装置。本研究采用双筒型MFC,并将其与好氧颗粒污泥技术（Aerobic Granular Sludge）耦合,构建基于好氧颗粒污泥的微生物燃料电池（MFC-AGS）处理体系,并将其应用于处理垃圾渗滤液,考察其污染物去除及产电性能,探讨工艺运行条件,分析功能微生物种群结构变化,研究成果可为此组合工艺的实际应用提供一定的理论依据和技术支撑。本研究主要结论如下:（1）基于好氧颗粒污泥的微生物燃料电池以间歇式方式启动,以培养MFC微生物。每20 h为一个周期,阳极室,搅拌19.5 h,沉淀30 min排水,排水比为2:3,阴极室,曝气20 h,沉淀3 min,排水为2:3。开始时,系统传输的电压信号逐渐升高,最高电压达到157 mV。微生物驯化结束后,最高输出电压约459mV,且在一段较长的时间内都能保持较高的电压输出。启动结束后,燃料电池以连续进水方式运行。（2）水力停留时间（HRT）延长,有益于阳极室中电子的转移,从而增强产电性能,及污染物去除效果。HRT 72 h,系统... 

【文章来源】：江苏科技大学江苏省

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 微生物燃料电池及其在废水处理中的应用
        1.1.1 微生物燃料电池的工作原理
        1.1.2 MFC的构型
        1.1.3 微生物燃料电池在废水处理中的应用
    1.2 好氧颗粒污泥及其在废水处理中的应用
        1.2.1 好氧颗粒污泥及其形成机理
        1.2.2 好氧颗粒污泥在废水处理中的应用
    1.3 垃圾渗滤液及其处理技术研究
        1.3.1 垃圾渗滤液的产生及危害
        1.3.2 垃圾渗滤液处理技术研究
    1.4 主要研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 SEM
    2.2 好氧颗粒污泥的培养
    2.3 电压采集
    2.4 基于好氧颗粒污泥MFC反应器的构建
    2.5 污泥接种与培养
    2.6 实验试剂及仪器
        2.6.1 实验试剂
        2.6.2 实验仪器
    2.7 常规分析项目与方法
        2.7.1 常规分析项目
第3章 颗粒污泥微生物燃料电池处理垃圾渗滤液性能研究
    3.1 引言
    3.2 极化曲线与功率密度曲线
    3.3 电化学测试和分析
    3.4 MFC的启动
    3.5 HRT对MFC污染物去除及产电性能的影响
        3.5.1 HRT对MFC去除COD的影响
        3.5.2 HRT对MFC脱氮的影响
        3.5.3 HRT对MFC除磷的影响
        3.5.4 HRT对MFC产电性能的影响
    3.6 外接电阻对MFC污染物去除及产电性能的影响
        3.6.1 外接电阻对MFC去除COD的影响
        3.6.2 外接电阻对MFC脱氮的影响
        3.6.3 外接电阻对MFC除磷的影响
        3.6.4 外接电阻对MFC产电性能的影响
    3.7 本章小结
第4章 外接电压对颗粒污泥微生物燃料电池处理垃圾渗滤液性能的影响
    4.1 引言
    4.2 外加电压对MFC污染物去除及产电性能的影响
        4.2.1 外加电压对MFC去除COD的影响
        4.2.2 外加电压对MFC脱氮的影响
        4.2.3 外加电压对MFC除磷的影响
        4.2.4 外加电压对MFC产电性能的影响
    4.3 光照时间对MFC污染物去除及产电性能的影响
        4.3.1 光照时间对MFC去除COD的影响
        4.3.2 光照时间对MFC脱氮的影响
        4.3.3 光照时间对MFC除磷的影响
        4.3.4 光照时间对MFC产电性能的影响
    4.4 本章小结
第5章 好氧颗粒污泥微生物燃料电池微生物种群结构分析
    5.1 引言
    5.2 高通量测序
    5.3 细菌的门水平分布
        5.3.1 好氧颗粒污泥细菌的门水平分布
        5.3.2 厌氧污泥门的细菌水平分布
    5.4 细菌的属水平分布
        5.4.1 好氧颗粒污泥细菌的属水平分布
        5.4.2 厌氧污泥细菌的属水平分布
    5.5 功能基因分类
        5.5.1 好氧颗粒污泥功能基因分类
        5.5.2 厌氧污泥功能基因分类
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]微生物燃料电池（MFC）处理垃圾渗滤液与同步产电性能[J]. 伍元东,吕乾川,贾红华,郑涛,邓丽芳,雍晓雨.  南京工业大学学报(自然科学版). 2017(04)
[2]膜分离技术在垃圾渗滤液处理中的应用[J]. 罗丹,晏云鹏,全学军.  化工进展. 2015(08)
[3]血栓通治疗不稳定型心绞痛的临床疗效研究[J]. 李妮妮.  实用心脑肺血管病杂志. 2014(12)
[4]采用浸入式超滤膜处理垃圾渗滤液的中试研究[J]. 陈清,杨芳.  膜科学与技术. 2012(05)
[5]两瓶型微生物燃料电池处理垃圾渗滤液的研究[J]. 谢珊,梁鹏,李亮,黄霞.  中国给水排水. 2011(15)
[6]外加电场生物去污除磷的试验研究[J]. 夏宏生.  环境科学与技术. 2006(12)

博士论文
[1]双污泥诱导结晶磷回收机理与工艺节能减排研究[D]. 代洪亮.东南大学 2017
[2]双室微生物燃料电池脱氮特性及微生物学机理研究[D]. 赵慧敏.长安大学 2016

硕士论文
[1]太阳能电池—微生物燃料电池产电及对底泥的修复影响[D]. 王健.华南理工大学 2017
[2]基于功能分类的水平转移基因的预测研究[D]. 王雪振.湘潭大学 2015
[3]组合微生物燃料电池对废水的除碳脱氮产电性能研究[D]. 李亮.中国地质大学（北京） 2011



本文编号：3627617