微生物燃料电池处理高盐含氮废水研究

发布时间：2025-03-15 04:27

　　高盐含氮废水含有大量无机离子、有机物和含氮化合物,是一种来源广泛、成分复杂且危害巨大的难处理废水。现有处理方法存在能耗高、系统稳定性差、造成二次污染等问题,且不能回收废水中蕴藏的能量。基于此,本文引入微生物燃料电池（Microbial fuel cell,MFC）技术,通过电极优选和运行参数优化,实现高盐含氮废水的高效、低成本、无害化处理。本研究分别探究了非缓冲NaCl溶液和PBS缓冲溶液、三种阳极和三种阴极、盐度（NaCl浓度）和盐度冲击、污染物浓度对MFC产电和含氮污染物脱除性能的影响,并应用此MFC体系成功处理实际高盐含氮废水。本研究取得成果如下:电解质溶液对MFC脱除含氮污染物的效果没有明显影响,但影响MFC的产电性能。当MFC处理含硝氮、亚硝氮废水时,由于硝氮、亚硝氮在阳极区反硝化,使非缓冲液pH升高。因而,MFC在非缓冲液中运行时的最大产电功率比在缓冲液中运行时高。当处理含氨氮废水时,阳极区氨氮的硝化使非缓冲液pH下降,导致MFC输出功率有所下降。具有高比表面积的三维碳刷和石墨毡阳极比平面结构的碳纤维布阳极具有高的产电和污染物脱除性能;而不锈钢阴极与石墨毡阴极由于氧还原速率更...

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1微生物燃料电池原理示意图

的阴阳离子在电场的作用下在阴阳两极之间定向迁移。外电路的电子传递与溶液中的离子迁移共同构成完整的回路，对外输出电能。微生物燃料电池具有燃料来源丰富、污泥产率低[68]、运行费用低、应用场景广泛等特点。同时，微生物燃料电池一般在常温、常压、近中性的温和环境下工作，产物为水和无污染的....

图2.1制备好的空气阴极：石墨毡阴极、不锈钢阴极、泡沫镍阴极(从左到右)

方法备采用的三种阴极均为空气扩散型阴极，阴极自外向内层三层构成。三种阴极使用的催化剂都是活性炭，负散层用的是经的聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene，P气的材料，而集电体分别为石墨毡（厚度3mm）、不锈钢电极制备过程中使用了体积分数为10%的PTFE....

图2.2实验用阳极材料：石墨毡、碳刷、碳纤维布（从左到右）

2.2实验用阳极材料：石墨毡、碳刷、碳纤维布（从左到.2Photographofanodematerial:graphitefelt,carbonbrushanfibercloth(fromthelefttotheright)的构建和接种采用....

图2.3组装好的MFC反应器实物图

年的具有反硝化能力的MFC，作为反应器的接种溶液。接Ac），并每隔1天更换接种溶一个产电周期。待MFC的输。而后将接种溶液替换成含液和5mL·L-1维生素溶液[恒温环境中，采用序批式方液。

本文编号：4035160