同步脱色刚果红与产电的微生物燃料电池的性能和机理研究
发布时间：2021-02-07 08:07
纺织品生产中,大量使用偶氮染料。在纺织品着色过程中,部分偶氮染料脱落进入水体,产生了偶氮染料废水。偶氮染料废水的排放不仅会影响环境美观,而且它自身及其转化产物还会对水体产生生物毒性,有致癌作用,威胁人体健康。目前处理偶氮染料废水主要有物理法、化学法和生物法。物理和化学方法处理成本高,反应条件苛刻,且可能产生二次污染。相比之下,廉价、高效和环境友好的生物法更为人们所接受。一般只有厌氧处理才能实现微生物对偶氮染料的有效脱色。微生物燃料电池（MFC）是一种新型的同步废水处理与产电的技术,其厌氧阳极为微生物脱色偶氮染料提供了可能,有望成为一种全新概念的处理偶氮染料废水与产电的技术。本研究以刚果红为模型偶氮染料,采用MFC技术同步脱色刚果红与产电,考察了关键因素对MFC同步脱色刚果红与产电的影响,探明了MFC同步脱色与产电的相互作用机制以及电子传递机理,优化了MFC同步脱色刚果红和产电性能。得到如下主要结果与结论:构建了空气阴极—单室MFC,探讨了分隔膜种类、阳极生物膜生长以及驯化过程对MFC性能的影响和作用机制。实验结果表明,采用截留分子量为1K的超滤膜（UFM-1K）的MFC产生的功率密度最...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图及插表清单
1 插图清单
2 插表清单
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 MFC 基本原理与分类
1.3 MFC 技术发展历史与研究进展
1.3.1 MFC 技术发展历史
1.3.2 MFC 技术最新研究进展
1.4 MFC 的技术优势与存在问题
1.5 偶氮染料废水处理研究进展
1.6 研究目的及主要研究内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要研究内容
第二章 空气阴极—单室MFC 同步脱色刚果红与产电特性
2.1 材料与方法
2.1.1 染料
2.1.2 接种物与生长媒介
2.1.3 空气阴极—单室MFC 的结构
2.1.4 MFC 的启动与运行
2.1.5 电化学测量方法
2.1.6 常规指标分析与计算
2.1.7 扫描电子显微镜
2.1.8 微生物菌群多样性分析
2.2 结果与讨论
2.2.1 膜种类对MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响
2.2.2 阳极生物膜对MFC 阳极电化学活性及MFC 产电性能的影响
2.2.3 驯化过程对MFC 同步脱色刚果红与产电的影响
2.3 本章小结
第三章 好氧生物阴极双室MFC 同步脱色刚果红与产电性能
3.1 材料与方法
3.1.1 染料
3.1.2 接种物与生长媒介
3.1.3 好氧生物阴极MFC 的结构
3.1.4 好氧生物阴极MFC 的启动与运行
3.1.5 电化学测量方法
3.1.6 常规指标分析与计算
3.2 结果与讨论
3.2.1 双室MFC 的启动与运行规律
3.2.2 双室MFC 的电极性能
3.2.3 分隔膜在生物阴极双室MFC 中对离子扩散的影响
3.2.4 双室MFC 脱色刚果红的性能
3.3 本章小结
第四章 阳极工况对生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控以及阳极微生物学特性
4.1 材料与方法
4.1.1 染料与MFC 构型
4.1.2 实验方法
4.1.3 电化学测量方法
4.1.4 常规指标分析与计算
4.1.5 扫描电子显微镜与微生物菌群多样性分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 阳极悬浮污泥对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.2 阳极面积对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.3 共基质浓度对好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.4 刚果红浓度对好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.5 外接电阻对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.6 电子介体对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.7 同步脱色刚果红与产电的好氧生物阴极MFC 阳极微生物形态和多样性分析
4.3 本章小结
第五章 阴极工况对生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控以及阴极微生物学特性
5.1 材料与方法
5.1.1 染料与MFC 构型
5.1.2 实验方法
5.1.3 电化学测量方法
5.1.4 常规指标分析与计算
5.1.5 扫描电子显微镜与微生物菌群多样性分析
5.2 结果与讨论
5.2.1 阴极悬浮污泥对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
5.2.2 阴极曝气量对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
5.2.3 阴极添加铁锰混合液启动的好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红和产电的性能与调控
5.2.4 同步脱色刚果红与产电的好氧生物阴极MFC 阴极微生物形态和多样性分析
5.3 本章小结
第六章 好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的优化
6.1 材料与方法
6.1.1 染料与MFC 构型
6.1.2 实验方法
6.1.3 常规指标测试
6.2 结果与讨论
6.2.1 好氧生物阴极MFC 对刚果红的脱色产物分析
6.2.2 好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电的相互作用机制与电子传递机理
6.2.3 好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的优化
6.3 本章小结
结论、创新点及展望
1 结论
2 创新点
3 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3021944
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图及插表清单
1 插图清单
2 插表清单
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 MFC 基本原理与分类
1.3 MFC 技术发展历史与研究进展
1.3.1 MFC 技术发展历史
1.3.2 MFC 技术最新研究进展
1.4 MFC 的技术优势与存在问题
1.5 偶氮染料废水处理研究进展
1.6 研究目的及主要研究内容
1.6.1 研究目的
1.6.2 主要研究内容
第二章 空气阴极—单室MFC 同步脱色刚果红与产电特性
2.1 材料与方法
2.1.1 染料
2.1.2 接种物与生长媒介
2.1.3 空气阴极—单室MFC 的结构
2.1.4 MFC 的启动与运行
2.1.5 电化学测量方法
2.1.6 常规指标分析与计算
2.1.7 扫描电子显微镜
2.1.8 微生物菌群多样性分析
2.2 结果与讨论
2.2.1 膜种类对MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响
2.2.2 阳极生物膜对MFC 阳极电化学活性及MFC 产电性能的影响
2.2.3 驯化过程对MFC 同步脱色刚果红与产电的影响
2.3 本章小结
第三章 好氧生物阴极双室MFC 同步脱色刚果红与产电性能
3.1 材料与方法
3.1.1 染料
3.1.2 接种物与生长媒介
3.1.3 好氧生物阴极MFC 的结构
3.1.4 好氧生物阴极MFC 的启动与运行
3.1.5 电化学测量方法
3.1.6 常规指标分析与计算
3.2 结果与讨论
3.2.1 双室MFC 的启动与运行规律
3.2.2 双室MFC 的电极性能
3.2.3 分隔膜在生物阴极双室MFC 中对离子扩散的影响
3.2.4 双室MFC 脱色刚果红的性能
3.3 本章小结
第四章 阳极工况对生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控以及阳极微生物学特性
4.1 材料与方法
4.1.1 染料与MFC 构型
4.1.2 实验方法
4.1.3 电化学测量方法
4.1.4 常规指标分析与计算
4.1.5 扫描电子显微镜与微生物菌群多样性分析
4.2 结果与讨论
4.2.1 阳极悬浮污泥对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.2 阳极面积对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.3 共基质浓度对好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.4 刚果红浓度对好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.5 外接电阻对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.6 电子介体对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
4.2.7 同步脱色刚果红与产电的好氧生物阴极MFC 阳极微生物形态和多样性分析
4.3 本章小结
第五章 阴极工况对生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控以及阴极微生物学特性
5.1 材料与方法
5.1.1 染料与MFC 构型
5.1.2 实验方法
5.1.3 电化学测量方法
5.1.4 常规指标分析与计算
5.1.5 扫描电子显微镜与微生物菌群多样性分析
5.2 结果与讨论
5.2.1 阴极悬浮污泥对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
5.2.2 阴极曝气量对好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的影响与调控
5.2.3 阴极添加铁锰混合液启动的好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红和产电的性能与调控
5.2.4 同步脱色刚果红与产电的好氧生物阴极MFC 阴极微生物形态和多样性分析
5.3 本章小结
第六章 好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的优化
6.1 材料与方法
6.1.1 染料与MFC 构型
6.1.2 实验方法
6.1.3 常规指标测试
6.2 结果与讨论
6.2.1 好氧生物阴极MFC 对刚果红的脱色产物分析
6.2.2 好氧生物阴极 MFC 同步脱色刚果红与产电的相互作用机制与电子传递机理
6.2.3 好氧生物阴极MFC 同步脱色刚果红与产电性能的优化
6.3 本章小结
结论、创新点及展望
1 结论
2 创新点
3 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
本文编号：3021944
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3021944.html
