MFC-MBR耦合系统能量流调控研究
发布时间：2022-08-02 13:16
微生物燃料电池（MFC）-膜生物反应器（MBR）耦合系统直接利用废水中化学能转化为电能用于减缓MBR膜污染。但是两生物反应器的在运行过程中竞争系统能量,可能会影响耦合系统膜过滤性能。本课题基于上述背景,通过改变MFC工艺因子调控能量在产电和代谢途径上的分配,实现选择性发挥MFC有机物降解和产电性能的目的。在此基础上,针对不同负荷的有机废水,动态调控耦合系统中能量分配,最终达到耦合系统最佳的膜污染减缓效果。此外,为了深入探讨电场减缓膜污染机理,对活性污泥中膜污染物组分进行分离和过滤性能的研究。研究结果表明:（1）可以实现对微生物燃料电池产电和有机物降解性能的调控。根据进水中不同的负荷水平,改变工艺因子动态分配产电和代谢途径的能量,选择性发挥产电或有机物降解性能,从而为耦合系统中调控MFC性能做准备。（2）根据不同进水负荷利用污泥浓度和MFC能量调控结论,动态调控能量在MFC和MBR之间的分配,使MFC-MBR耦合系统达到最佳的膜污染减缓效果。当MBR进水负荷Nv<0.14kg-COD/（m3·d）时,耦合系统应停止运行MFC,MBR 在低污泥浓度（5000mg/L）运行;当 Nv=...
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 微生物燃料电池
1.1.1 微生物燃料电池简介
1.1.2 微生物燃料电池工作原理
1.1.3 微生物燃料电池影响因素和研究现状
1.1.4 微生物燃料电池应用
1.2 膜生物反应器
1.2.1 膜生物反应器简介
1.2.2 MBR膜污染
1.3 MFC-MBR耦合系统形成和发展以及存在的问题
1.4 研究的内容及意义
1.4.1 研究的内容
1.4.2 研究的意义
第二章 实验装置及分析方法
2.1 微生物燃料电池（MFC)
2.2 MFG-MBR (EMBR)耦合系统
2.3 测定和分析方法
第三章 MFC能量分配调控
3.1 电化学性能测定
3.2 工艺因子对MFC能量调控分配
3.2.1 正交实验设计
3.2.2 MFC有机物降解性能
3.2.3 MFC能量分配分析
3.3 本章小结
第四章 MFC-MBR耦合系统能量分配研究
4.1 耦合系统物质流
4.2 膜污染状况分析
4.2.1 MBR过膜压力(TMP)分析
4.2.2 膜污染阻力分析
4.2.3 胞外聚合物的分析
4.3 耦合系统能量调控
4.4 本章小结
第五章 电场中膜污染物污染倾向特征研究
5.1 膜污染物过滤性能实验
5.1.1 过膜压力(TMP)分析
5.1.2 阻力分析
5.2 电场处理膜污染物过滤实验
5.3 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]榨菜废水MFC多周期运行产电性能及COD降解[J]. 付国楷,张林防,郭飞,刘进,张智. 中国环境科学. 2017(04)
[2]GO/PEDOT复合材料修饰阳极的制备及其在MFC中的应用[J]. 霍庆城,黄仁亮,齐崴,苏荣欣,何志敏. 化工学报. 2016(10)
[3]微生物燃料电池生物传感器在环境监测中的应用及其研究进展[J]. 张宏伟,郑雅文,王捷,郭幸斐. 天津工业大学学报. 2015(01)
[4]化学氧化改性微生物燃料电池阳极[J]. 周宇,刘中良,侯俊先,杨斯琦,李艳霞,邱文革. 化工学报. 2015(03)
[5]超滤膜为分隔膜的双室微生物燃料电池的产电特性[J]. 于丰玮,王捷,郑雅文,张晓君,廖跃仙. 天津工业大学学报. 2013(04)
[6]微生物燃料电池产电的影响因素[J]. 叶晔捷,宋天顺,徐源,陈英文,祝社民,沈树宝. 过程工程学报. 2009(03)
[7]活性污泥中微生物胞外聚合物（EPS）影响膜污染机理研究[J]. 刘阳,张捍民,杨凤林. 高校化学工程学报. 2008(02)
[8]单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建[J]. 祝学远,冯雅丽,李少华,李浩然,杜竹玮,罗小兵. 过程工程学报. 2007(03)
[9]无介体微生物燃料电池的研究进展[J]. 黄霞,梁鹏,曹效鑫,范明志. 中国给水排水. 2007(04)
[10]直接微生物燃料电池的构建及初步研究[J]. 连静,冯雅丽,李浩然,刘志丹,周良. 过程工程学报. 2006(03)
博士论文
[1]基于质子传输强化的微生物燃料电池传输特性及性能强化[D]. 张亮.重庆大学 2014
[2]微生物燃料电池能量特性研究[D]. 张培远.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]膜生物电化学反应器运行效果及膜污染特性研究[D]. 李俐频.哈尔滨工业大学 2014
[2]运行条件对MBR膜污染调控的微生物学研究[D]. 辛晓东.哈尔滨工业大学 2013
[3]MFC-MBR耦合系统运行效果研究[D]. 王翠娜.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3668591
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 微生物燃料电池
1.1.1 微生物燃料电池简介
1.1.2 微生物燃料电池工作原理
1.1.3 微生物燃料电池影响因素和研究现状
1.1.4 微生物燃料电池应用
1.2 膜生物反应器
1.2.1 膜生物反应器简介
1.2.2 MBR膜污染
1.3 MFC-MBR耦合系统形成和发展以及存在的问题
1.4 研究的内容及意义
1.4.1 研究的内容
1.4.2 研究的意义
第二章 实验装置及分析方法
2.1 微生物燃料电池（MFC)
2.2 MFG-MBR (EMBR)耦合系统
2.3 测定和分析方法
第三章 MFC能量分配调控
3.1 电化学性能测定
3.2 工艺因子对MFC能量调控分配
3.2.1 正交实验设计
3.2.2 MFC有机物降解性能
3.2.3 MFC能量分配分析
3.3 本章小结
第四章 MFC-MBR耦合系统能量分配研究
4.1 耦合系统物质流
4.2 膜污染状况分析
4.2.1 MBR过膜压力(TMP)分析
4.2.2 膜污染阻力分析
4.2.3 胞外聚合物的分析
4.3 耦合系统能量调控
4.4 本章小结
第五章 电场中膜污染物污染倾向特征研究
5.1 膜污染物过滤性能实验
5.1.1 过膜压力(TMP)分析
5.1.2 阻力分析
5.2 电场处理膜污染物过滤实验
5.3 本章小结
第六章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]榨菜废水MFC多周期运行产电性能及COD降解[J]. 付国楷,张林防,郭飞,刘进,张智. 中国环境科学. 2017(04)
[2]GO/PEDOT复合材料修饰阳极的制备及其在MFC中的应用[J]. 霍庆城,黄仁亮,齐崴,苏荣欣,何志敏. 化工学报. 2016(10)
[3]微生物燃料电池生物传感器在环境监测中的应用及其研究进展[J]. 张宏伟,郑雅文,王捷,郭幸斐. 天津工业大学学报. 2015(01)
[4]化学氧化改性微生物燃料电池阳极[J]. 周宇,刘中良,侯俊先,杨斯琦,李艳霞,邱文革. 化工学报. 2015(03)
[5]超滤膜为分隔膜的双室微生物燃料电池的产电特性[J]. 于丰玮,王捷,郑雅文,张晓君,廖跃仙. 天津工业大学学报. 2013(04)
[6]微生物燃料电池产电的影响因素[J]. 叶晔捷,宋天顺,徐源,陈英文,祝社民,沈树宝. 过程工程学报. 2009(03)
[7]活性污泥中微生物胞外聚合物（EPS）影响膜污染机理研究[J]. 刘阳,张捍民,杨凤林. 高校化学工程学报. 2008(02)
[8]单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建[J]. 祝学远,冯雅丽,李少华,李浩然,杜竹玮,罗小兵. 过程工程学报. 2007(03)
[9]无介体微生物燃料电池的研究进展[J]. 黄霞,梁鹏,曹效鑫,范明志. 中国给水排水. 2007(04)
[10]直接微生物燃料电池的构建及初步研究[J]. 连静,冯雅丽,李浩然,刘志丹,周良. 过程工程学报. 2006(03)
博士论文
[1]基于质子传输强化的微生物燃料电池传输特性及性能强化[D]. 张亮.重庆大学 2014
[2]微生物燃料电池能量特性研究[D]. 张培远.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]膜生物电化学反应器运行效果及膜污染特性研究[D]. 李俐频.哈尔滨工业大学 2014
[2]运行条件对MBR膜污染调控的微生物学研究[D]. 辛晓东.哈尔滨工业大学 2013
[3]MFC-MBR耦合系统运行效果研究[D]. 王翠娜.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3668591
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3668591.html
教材专著
