藻类微生物燃料电池处理餐厨垃圾厌氧消化液的工艺构建及性能研究
发布时间：2021-04-25 05:20
餐厨垃圾在城市固体废弃物中占比超过30%。厌氧消化技术可以有效降低餐厨垃圾中的有机物含量并产生大量沼气,但处理后产生的消化液仍含有大量有机物和氨氮等污染物,若未经合适的处理将会造成严重的生态环境问题。近年来微生物燃料电池（MFC）技术因其对有机物中能量高效的回收能力而备受关注。餐厨垃圾厌氧消化液含有的大量挥发性脂肪酸类物质适合作为MFC的底物,但MFC对消化液中的氮磷等营养盐却无有效的去除途径。微藻在培养过程中不仅能吸收大量氮磷元素还可用于生产生物质能,利用微藻光合作用产氧的特性将MFC与微藻培养相结合构建藻类微生物燃料电池（AMFC）,不仅能实现消化液中碳氮磷的同步高效去除,还可提升系统的能量回收率并减少系统能耗。针对餐厨垃圾厌氧消化液高有机负荷高氨氮的特点,实验首先建立了稳定可靠的AMFC处理餐厨垃圾厌氧消化液工艺。通过优化AMFC运行参数,在实现AMFC系统稳定运行的同时确保系统对消化液中污染物的高效去除,揭示微藻生长调控AMFC产电性能及污染物去除的机制,解析AMFC处理厌氧消化液时有机物的去除机理及氮的迁移转化规律。通过耦合AMFC与光生物反应器（PBR）构建新型组合工艺,实...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
摘要（英文）
符号说明
第1章 绪论
1.1 餐厨垃圾厌氧消化液概述
1.1.1 餐厨垃圾厌氧消化液的来源及特点
1.1.2 厌氧消化液的处理方法
1.2 微藻简介及其在污水处理领域的研究
1.2.1 微藻的简介
1.2.2 微藻生长的影响因素
1.2.3 微藻在污水处理领域的应用
1.3 MFC原理概述及其研究进展
1.3.1 MFC简介及其工作原理
1.3.2 MFC构型研究
1.3.3 MFC在污水处理领域的研究
1.4 AMFC研究进展
1.4.1 AMFC的发展及其类型
1.4.2 生物阴极AMFC的发展现状
1.5 论文的主要研究内容及创新性
1.5.1 AMFC处理餐厨垃圾厌氧消化液存在的问题
1.5.2 研究的主要内容
1.5.3 研究的创新点
第2章 藻类微生物燃料电池（AMFC）系统构建及工艺优化
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 藻类微生物燃料电池（AMFC）的反应器构型
2.2.2 藻种
2.2.3 实验仪器
2.2.4 实验方案
2.2.5 分析测定方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 阴极消化液稀释倍数优化
2.3.2 阴极室和阳极室直径比优化
2.3.3 阴极液磷浓度优化
2.4 小结
第3章 AMFC中有机物的去除特性和氮的迁移转化规律
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验方案
3.2.2 实验仪器
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 AMFC运行状况
3.3.2 AMFC有机物去除分析
3.3.3 氮磷的去除分析
3.3.4 AMFC产能分析
3.4 小结
第4章 耦合AMFC与光生物反应器（PBR）促进污染物去除及能源回收
4.1 前言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 AMFC和PBR的反应器构型
4.2.2 实验仪器
4.2.3 AMFC和PBR组合系统的运行方式
4.2.4 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 AMFC运行状况
4.3.2 AMFC中的污染物去除
4.3.3 PBR中营养盐的去除
4.3.4 组合系统能量回收
4.4 小结
第5章 AMFC堆栈的构建及阳极微生物群落结构特征
5.1 前言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 AMFC堆栈的反应器构型
5.2.2 实验仪器
5.2.3 实验方案
5.2.4 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 AMFC堆栈的产电特性
5.3.2 AMFC堆栈长期运行效果
5.3.3 AMFC堆栈阳极微生物群落结构
5.4 小结
第6章 研究结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的科研情况
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3158783
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
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摘要
摘要（英文）
符号说明
第1章 绪论
1.1 餐厨垃圾厌氧消化液概述
1.1.1 餐厨垃圾厌氧消化液的来源及特点
1.1.2 厌氧消化液的处理方法
1.2 微藻简介及其在污水处理领域的研究
1.2.1 微藻的简介
1.2.2 微藻生长的影响因素
1.2.3 微藻在污水处理领域的应用
1.3 MFC原理概述及其研究进展
1.3.1 MFC简介及其工作原理
1.3.2 MFC构型研究
1.3.3 MFC在污水处理领域的研究
1.4 AMFC研究进展
1.4.1 AMFC的发展及其类型
1.4.2 生物阴极AMFC的发展现状
1.5 论文的主要研究内容及创新性
1.5.1 AMFC处理餐厨垃圾厌氧消化液存在的问题
1.5.2 研究的主要内容
1.5.3 研究的创新点
第2章 藻类微生物燃料电池（AMFC）系统构建及工艺优化
2.1 前言
2.2 实验材料与方法
2.2.1 藻类微生物燃料电池（AMFC）的反应器构型
2.2.2 藻种
2.2.3 实验仪器
2.2.4 实验方案
2.2.5 分析测定方法
2.3 结果与讨论
2.3.1 阴极消化液稀释倍数优化
2.3.2 阴极室和阳极室直径比优化
2.3.3 阴极液磷浓度优化
2.4 小结
第3章 AMFC中有机物的去除特性和氮的迁移转化规律
3.1 前言
3.2 实验材料与方法
3.2.1 实验方案
3.2.2 实验仪器
3.2.3 分析方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 AMFC运行状况
3.3.2 AMFC有机物去除分析
3.3.3 氮磷的去除分析
3.3.4 AMFC产能分析
3.4 小结
第4章 耦合AMFC与光生物反应器（PBR）促进污染物去除及能源回收
4.1 前言
4.2 实验材料与方法
4.2.1 AMFC和PBR的反应器构型
4.2.2 实验仪器
4.2.3 AMFC和PBR组合系统的运行方式
4.2.4 分析方法
4.3 结果与讨论
4.3.1 AMFC运行状况
4.3.2 AMFC中的污染物去除
4.3.3 PBR中营养盐的去除
4.3.4 组合系统能量回收
4.4 小结
第5章 AMFC堆栈的构建及阳极微生物群落结构特征
5.1 前言
5.2 实验材料与方法
5.2.1 AMFC堆栈的反应器构型
5.2.2 实验仪器
5.2.3 实验方案
5.2.4 分析方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 AMFC堆栈的产电特性
5.3.2 AMFC堆栈长期运行效果
5.3.3 AMFC堆栈阳极微生物群落结构
5.4 小结
第6章 研究结论与展望
6.1 主要结论
6.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的科研情况
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3158783
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