微生物燃料电池的运行对人工湿地甲烷排放、产电及微生物的影响

发布时间：2023-03-10 23:34

　　人工湿地(CW)是自然界中温室气体的重要来源之一,CH₄作为温室气体的重要成员,其单分子增温效益是CO₂的20-30倍。因此,控制人工湿地CH₄排放对减缓温室效应以及促进污水处理绿色技术的发展具有十分重要的意义。本研究探索微生物电化学方法对人工湿地甲烷排放进行调控,即:利用微生物燃料电池(MFC)与CW耦合开展CH₄排放相关研究。通过构建室内人工湿地型微生物燃料电池(CW-MFC)耦合系统,在不同的运行模式下(续批模式和连续流模式),探索了运行MFC以及植物根际位置对耦合系统甲烷排放通量、产电性能、污水去除效果优选法以及相关微生物学过程的影响。主要结论如下:甲烷排放方面。在CW中运行MFC,可以有效抑制CW的CH₄排放。固定外电阻时,植物根际位于阴极时CH₄通量排放更低。外电阻越小,对于抑制CW中CH₄通量排放效果越佳。外电阻为50Ω和电路为开路时,产电组CH₄排放通量均值分别达最小(根际在阳极:0.91 mg·...

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 MFC研究现状
        1.2.2 人工湿地控制甲烷排放机制研究
        1.2.3 人工湿地-微生物燃料电池耦合系统研究现状
        1.2.4 MFC调控温室气体的研究
    1.3 研究目标、研究内容和技术路线
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 技术路线
第二章 实验材料与方法
    2.1 实验材料及装置接种与启动
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验装置及启动
        2.1.3 实验仪器
    2.2 样品采集、测定与及数据分析
        2.2.1 气体指标测定
        2.2.2 电化学指标测定
        2.2.3 水质指标测试与方法
        2.2.4 微生物指标测定
第三章 运行MFC及根际位置对甲烷排放的影响
    3.1 外电阻对甲烷排放的影响
    3.2 HRT对系统甲烷排放的影响
    3.3 本章小结
第四章 运行MFC及植物根际位置对产电性能的影响
    4.1 外电阻对系统产电性能的影响
    4.2 HRT对系统产电性能的影响
        4.2.1 反应器输出电压
        4.2.2 功率密度曲线与极化曲线
        4.2.3 库伦效率
    4.3 本章小结
第五章 运行MFC及植物根际位置对水质的影响
    5.1 外电阻对出水水质的影响
        5.1.1 pH、DO和 ORP
        5.1.2 COD去除率
        5.1.3 三维荧光图谱特征
    5.2 HRT对系统水质的影响
        5.2.1 pH、DO和 ORP
        5.2.2 COD去除率
    5.3 本章小结
第六章 运行MFC及植物根际位置对微生物群落特性的影响
    6.1 外电阻对微生物形态的影响
    6.2 外电阻对微生物群落结构及动态的影响
        6.2.1 外电阻对细菌群落结构及动态的影响
        6.2.2 外电阻对古菌群落结构及动态的影响
    6.3 HRT对微生物多样性及动态的影响
        6.3.1 HRT对细菌多群落结构及动态的影响
        6.3.2 HRT对古菌群落结构及动态的影响
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 总结
    7.2 创新之处
    7.3 展望
参考文献
致谢
作者简历



本文编号：3758771