厌氧流化床微生物燃料电池处理含酚废水性能和机理研究
发布时间：2022-01-13 01:25
煤化工废水成分复杂,严重危害人类健康和生态环境。煤化工含酚废水作为一种典型的、难降解的工业废水,其主要成分包括氰化物、氨氮、酚类、多环芳烃及杂环化合物等物质。据最新的机构调查显示,国内多数煤化工企业对含酚废水的处理效果不理想,生化出水化学需氧量（Chemical Oxygen Demand,COD）和优先控制污染物的浓度往往难以满足国家工业废水的排放标准。微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）作为一种新型的生物能源装置,能够在处理污水的同时产生电能,并且在微生物和电化学的协同作用下,污水处理效果更佳。本课题将厌氧流化床（Anaerobic Fluidized Bed,AFB）工艺同微生物燃料电池技术相结合,构建了单室空气阴极厌氧流化床微生物燃料电池（Anaerobic Fluidized Bed Microbial Fuel Cell,AFB-MFC）应用于处理焦化废水（Coking Wastewater,CWW）。研究产电性能和污水处理性能,分析了焦化废水有机成分在处理过程中的变化迁移、降解机理和反应动力学,解决了焦化废水中酚、苯、含氮杂环和多环芳烃难去除的...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
活性污泥处理法工艺流程示意图
图 1-5 典型微生物燃料电池工作原理Figure 1-5 The working principle of the typical MFC6H12O6+6H2O→6CO2+24H++24e-，E= -0.41V （2+4H++4e-→2H2O，E=+0.804V （C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O， GΘ= -2843kJ/mol （性微生物富集在阳极表面，氧化葡萄糖从而获得供给电位高于厌氧条件下发酵副产物的电极时，电极作为最细胞传递出的电子。以葡萄糖完全发酵氧化为例，葡酵后，不是通过呼吸途径被直接氧化成 CO2，而是被的小分子挥发性有机酸。若阳极通过像铜这样的电子，那么诸如氧气的氧化性物质就会在阴极发生还原反位差驱动，同时质子穿过 CEM，二者结合，电子参CEM 不仅可以传递质子，还可以阻止氧气跑到阳极。在整个产电过程中，MFC 整体性能的限速步骤是
博士学位论文 C 溶液，在碳布涂有炭黑的一侧均匀涂抹；碳布自然风干 10 min；抹好的碳布置于马弗炉(370℃)中 30 min，拿出降温；上操作重复三次，则碳布涂有 4 层 PTFE 溶液，确保空象。剂层的制备取 12.4 mg 的 20%Pt/C 催化剂（0.35 mgPt/cm2碳布）于取蒸馏水 10.27 μL；照 6.67 μL Nafion 溶液/mg 铂碳的比例量取 Nafion 溶液取 41.19 μL 异丙醇（3.33 μL 异丙醇/mg 铂碳催化剂）；上述试剂混合后超声搅拌 15 min，然后倒出；小刷子把配好的催化剂均匀的刷在碳布的另一侧，风干构示意图如图 2-2：
【参考文献】：
期刊论文
[1]MFC处理低浓度焦化废水的试验研究[J]. 范小丰,成岳,袁萃贤. 工业水处理. 2016(08)
[2]高相对分子质量多环芳烃的生物共代谢降解[J]. 李政,顾贵洲,赵朝成,赵东风,杨磊. 石油学报(石油加工). 2015(03)
[3]厌氧流化床微生物燃料电池串联处理啤酒废水[J]. 徐娜,刘新民. 山东化工. 2015(09)
[4]底物浓度和缓冲液浓度对MFC性能影响研究[J]. 刘春梅,刘磊,徐斌,刘建新. 环境科学与技术. 2015(02)
[5]厌氧流化床微生物燃料电池及其串并联性能[J]. 宫本月,刘新民,郭庆杰. 环境工程学报. 2014(10)
[6]微生物燃料电池对污染物的强化降解及其机理综述[J]. 向音波,杨永刚,孙国萍,许玫英. 微生物学通报. 2014(02)
[7]气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）的应用研究进展[J]. 陈晓水,侯宏卫,边照阳,唐纲岭,胡清源. 质谱学报. 2013(05)
[8]炼油废水微生物燃料电池启动及影响因素[J]. 郭璇,詹亚力,郭绍辉,阎光绪,孙素秀,赵丽杰,耿荣妹. 环境工程学报. 2013(06)
[9]微生物燃料电池技术最新研究进展[J]. 张静,张宝刚,冯传平,刘晔,田彩星,刘惠鹏,周顺桂,倪晋仁. 三峡环境与生态. 2013(02)
[10]PEDOT/MWCNTs复合阳极的制备及在MFC中的应用[J]. 刘兴倩,王许云,郭庆杰. 化工学报. 2013(05)
博士论文
[1]焦化废水及其处理过程中有机污染物成分辨别原理与技术研究[D]. 宋国新.复旦大学 2012
[2]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]厌氧流化床微生物燃料电池组的研究[D]. 宫本月.青岛科技大学 2014
[2]厌氧流化床微生物燃料电池传质与基质降解动力学研究[D]. 王振.青岛科技大学 2012
[3]微生物燃料电池处理难降解有毒废水实验研究[D]. 孙茜.哈尔滨工程大学 2010
[4]液-固流化床电化学反应器流体力学模型及电化学性能[D]. 张忠林.太原理工大学 2003
本文编号：3585788
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：140 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
活性污泥处理法工艺流程示意图
图 1-5 典型微生物燃料电池工作原理Figure 1-5 The working principle of the typical MFC6H12O6+6H2O→6CO2+24H++24e-，E= -0.41V （2+4H++4e-→2H2O，E=+0.804V （C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O， GΘ= -2843kJ/mol （性微生物富集在阳极表面，氧化葡萄糖从而获得供给电位高于厌氧条件下发酵副产物的电极时，电极作为最细胞传递出的电子。以葡萄糖完全发酵氧化为例，葡酵后，不是通过呼吸途径被直接氧化成 CO2，而是被的小分子挥发性有机酸。若阳极通过像铜这样的电子，那么诸如氧气的氧化性物质就会在阴极发生还原反位差驱动，同时质子穿过 CEM，二者结合，电子参CEM 不仅可以传递质子，还可以阻止氧气跑到阳极。在整个产电过程中，MFC 整体性能的限速步骤是
博士学位论文 C 溶液，在碳布涂有炭黑的一侧均匀涂抹；碳布自然风干 10 min；抹好的碳布置于马弗炉(370℃)中 30 min，拿出降温；上操作重复三次，则碳布涂有 4 层 PTFE 溶液，确保空象。剂层的制备取 12.4 mg 的 20%Pt/C 催化剂（0.35 mgPt/cm2碳布）于取蒸馏水 10.27 μL；照 6.67 μL Nafion 溶液/mg 铂碳的比例量取 Nafion 溶液取 41.19 μL 异丙醇（3.33 μL 异丙醇/mg 铂碳催化剂）；上述试剂混合后超声搅拌 15 min，然后倒出；小刷子把配好的催化剂均匀的刷在碳布的另一侧，风干构示意图如图 2-2：
【参考文献】：
期刊论文
[1]MFC处理低浓度焦化废水的试验研究[J]. 范小丰,成岳,袁萃贤. 工业水处理. 2016(08)
[2]高相对分子质量多环芳烃的生物共代谢降解[J]. 李政,顾贵洲,赵朝成,赵东风,杨磊. 石油学报(石油加工). 2015(03)
[3]厌氧流化床微生物燃料电池串联处理啤酒废水[J]. 徐娜,刘新民. 山东化工. 2015(09)
[4]底物浓度和缓冲液浓度对MFC性能影响研究[J]. 刘春梅,刘磊,徐斌,刘建新. 环境科学与技术. 2015(02)
[5]厌氧流化床微生物燃料电池及其串并联性能[J]. 宫本月,刘新民,郭庆杰. 环境工程学报. 2014(10)
[6]微生物燃料电池对污染物的强化降解及其机理综述[J]. 向音波,杨永刚,孙国萍,许玫英. 微生物学通报. 2014(02)
[7]气相色谱-串联质谱（GC-MS/MS）的应用研究进展[J]. 陈晓水,侯宏卫,边照阳,唐纲岭,胡清源. 质谱学报. 2013(05)
[8]炼油废水微生物燃料电池启动及影响因素[J]. 郭璇,詹亚力,郭绍辉,阎光绪,孙素秀,赵丽杰,耿荣妹. 环境工程学报. 2013(06)
[9]微生物燃料电池技术最新研究进展[J]. 张静,张宝刚,冯传平,刘晔,田彩星,刘惠鹏,周顺桂,倪晋仁. 三峡环境与生态. 2013(02)
[10]PEDOT/MWCNTs复合阳极的制备及在MFC中的应用[J]. 刘兴倩,王许云,郭庆杰. 化工学报. 2013(05)
博士论文
[1]焦化废水及其处理过程中有机污染物成分辨别原理与技术研究[D]. 宋国新.复旦大学 2012
[2]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]厌氧流化床微生物燃料电池组的研究[D]. 宫本月.青岛科技大学 2014
[2]厌氧流化床微生物燃料电池传质与基质降解动力学研究[D]. 王振.青岛科技大学 2012
[3]微生物燃料电池处理难降解有毒废水实验研究[D]. 孙茜.哈尔滨工程大学 2010
[4]液-固流化床电化学反应器流体力学模型及电化学性能[D]. 张忠林.太原理工大学 2003
本文编号：3585788
本文链接：https://www.wllwen.com/shengtaihuanjingbaohulunwen/3585788.html
