微生物燃料电池-电芬顿耦合体系构建及降解机理研究
发布时间：2025-02-07 19:49
养猪场废水作为一种高BOD、COD、氨氮的有机废水,如不进行有效处理,排放到自然水体、土壤等中会严重污染环境以及威胁到人类健康;罗丹明B废水作为一种典型的染料废水,其具有色度大、微生物去除率低、有生物毒性以及物质成分复杂等特征,如不进行正确处理,将会威胁到自然环境及人类生命健康;如何处理上述废水逐渐成为如今工作重点。近些年,微生物燃料电池与高级氧化法引起了水处理工作者的广泛关注,微生物燃料电池可以在不外加能源的情况下处理废水,同时还可以产电;对于高级氧化法,其可以通过利用自身产生的羟基自由基（·OH）等强氧化活性物质来降解难生物降解有机物。在此基础,本实验将微生物燃料电池与电芬顿技术相结合,构建微生物燃料电池-电芬顿耦合系统,在阳极室、阴极室分别对养猪场废水和罗丹明B（Rhodamine B,RhB）废水进行同步降解处理,从而减少成本投入,为工程应用提供实验基础。本实验采取溶液超声浸泡法,活性碳毡（ACF）在质量浓度为2.9 g/L的Fe Cl3·6H2O、20分钟超声、质量浓度为14.6 g/L的Na BH4等条件下制备...
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 养猪场废水概述
1.3 养猪场废水处理法
1.3.1 物理化学法
1.3.2 自然处理法
1.3.3 厌、好氧生物法
1.3.4 高级氧化法
1.4 染料废水概述
1.5 染料废水处理现状
1.5.1 物理法
1.5.2 生物法
1.5.3 化学法
1.6 高级氧化概述
1.6.1 芬顿(Fenton)氧化法
1.6.2 电Fenton氧化法
1.6.3 其他氧化法
1.7 微生物燃料电池及耦合系统概述
1.7.1 微生物燃料电池概述
1.7.2 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系概述
1.8 问题的提出
1.9 课题研究内容、创新点、技术路线
1.9.1 课题研究内容
1.9.2 课题创新点
1.9.3 课题技术路线
第2章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 废水特性与水质
2.1.2 实验化学药剂及仪器
2.2 实验方法
2.2.1 电极ACF和Fe@Fe2O3/ACF的制备
2.2.2 阳极室微生物接种、驯化
2.2.3 实验装置
2.3 耦合系统电极表征、化学分析及评估
2.3.1 电极表征方法
2.3.2 电化学分析检测方法
2.3.3 化学分析检测方法
2.3.4 耦合系统评价方法
第3章 电极制备、表征及耦合系统产电
3.1 电极的制备与表征
3.1.1 阳极活性炭毡(ACF)的制备
3.1.2 阳极ACF的表征
3.1.3 阴极Fe@Fe2O3/ACF的制备
3.1.4 阴极Fe@Fe2O3/ACF的表征
3.2 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系产电及物质去除
3.2.1 耦合系统污泥接种、微生物驯化及产电稳定
3.2.2 阳极室中物质去除
3.2.3 耦合系统产电
3.3 本章小结
第4章 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系降解RhB的效能研究
4.1 耦合体系阴极室降解RhB的影响因素研究
4.1.1 阴极室曝气速率对RhB去除、降解的影响
4.1.2 外部电阻对RhB去除、降解的影响
4.1.3 阴极室溶液pH值对RhB去除、降解的影响
4.1.4 罗丹明B初始浓度对RhB去除、降解的影响
4.2 阴极室TOC动力学分析
4.3 耦合体系产电评估及稳定性分析
4.3.1 库伦效率、能量转化效率
4.3.2 矿化电流效率
4.3.3 复合阴极稳定性分析
4.4 本章小结
第5章 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系降解RhB的机理探究
5.1 自由基检测
5.2 降解反应机理推断
5.3 降解中间产物及路径分析
5.4 本章小结
结论与建议
结论
建议
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
本文编号：4031210
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 养猪场废水概述
1.3 养猪场废水处理法
1.3.1 物理化学法
1.3.2 自然处理法
1.3.3 厌、好氧生物法
1.3.4 高级氧化法
1.4 染料废水概述
1.5 染料废水处理现状
1.5.1 物理法
1.5.2 生物法
1.5.3 化学法
1.6 高级氧化概述
1.6.1 芬顿(Fenton)氧化法
1.6.2 电Fenton氧化法
1.6.3 其他氧化法
1.7 微生物燃料电池及耦合系统概述
1.7.1 微生物燃料电池概述
1.7.2 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系概述
1.8 问题的提出
1.9 课题研究内容、创新点、技术路线
1.9.1 课题研究内容
1.9.2 课题创新点
1.9.3 课题技术路线
第2章 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 废水特性与水质
2.1.2 实验化学药剂及仪器
2.2 实验方法
2.2.1 电极ACF和Fe@Fe2O3/ACF的制备
2.2.2 阳极室微生物接种、驯化
2.2.3 实验装置
2.3 耦合系统电极表征、化学分析及评估
2.3.1 电极表征方法
2.3.2 电化学分析检测方法
2.3.3 化学分析检测方法
2.3.4 耦合系统评价方法
第3章 电极制备、表征及耦合系统产电
3.1 电极的制备与表征
3.1.1 阳极活性炭毡(ACF)的制备
3.1.2 阳极ACF的表征
3.1.3 阴极Fe@Fe2O3/ACF的制备
3.1.4 阴极Fe@Fe2O3/ACF的表征
3.2 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系产电及物质去除
3.2.1 耦合系统污泥接种、微生物驯化及产电稳定
3.2.2 阳极室中物质去除
3.2.3 耦合系统产电
3.3 本章小结
第4章 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系降解RhB的效能研究
4.1 耦合体系阴极室降解RhB的影响因素研究
4.1.1 阴极室曝气速率对RhB去除、降解的影响
4.1.2 外部电阻对RhB去除、降解的影响
4.1.3 阴极室溶液pH值对RhB去除、降解的影响
4.1.4 罗丹明B初始浓度对RhB去除、降解的影响
4.2 阴极室TOC动力学分析
4.3 耦合体系产电评估及稳定性分析
4.3.1 库伦效率、能量转化效率
4.3.2 矿化电流效率
4.3.3 复合阴极稳定性分析
4.4 本章小结
第5章 微生物燃料电池-电芬顿耦合体系降解RhB的机理探究
5.1 自由基检测
5.2 降解反应机理推断
5.3 降解中间产物及路径分析
5.4 本章小结
结论与建议
结论
建议
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
本文编号：4031210
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