双室微生物燃料电池与A/O工艺结合脱氮产电性能试验研究

发布时间：2024-01-15 18:14

　　微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是通过微生物催化反应将化学能转化为电能并同时使废水得到净化的装置。面对日益严重的环境污染和资源短缺问题,MFC是实现污水资源化与可持续发展的一种新形式。为了探讨MFC阴极同步硝化反硝化工艺的性能,采用双室MFC阳极出水进入外接生物膜缺氧池、再流入MFC阴极构成A/O(Anaerobic-Oxic)脱氮MFC工艺,以强化反硝化脱氮并降低MFC阴极曝气量(有机物耗氧),试验研究了A/O脱氮MFC工艺及分开进水双室MFC工艺处理人工模拟低碳氮比废水的脱氮效果,得到以下主要研究结果:(1)采用A/O脱氮MFC工艺,通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集,随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC。阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高pH,可以强化同步短程硝化...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 能源危机与环境问题
    1.2 传统污水脱氮法
    1.3 污水资源化的研究现状
    1.4 微生物燃料电池概述
        1.4.1 MFC的定义
        1.4.2 MFC的组成
        1.4.3 MFC的分类
        1.4.4 MFC的工作原理
        1.4.5 MFC的优势
    1.5 MFC国内外研究现状
        1.5.1 MFC国内研究现状
        1.5.2 MFC国外研究现状
    1.6 MFC发展趋势
        1.6.1 生物传感器
        1.6.2 低成本发展
        1.6.3 放大研究
        1.6.4 医学研究
    1.7 课题研究的目的与内容
        1.7.1 课题研究的目的与意义
        1.7.2 课题的主要研究内容
第二章 实验材料与方法
    2.1 MFC实验装置
        2.1.1 MFC强化短程硝化反硝化实验装置
        2.1.2 分开进水实验装置
    2.2 反应器的接种与启动
    2.3 数据采集与实验分析方法
        2.3.1 化学分析
        2.3.2 电化学分析
    2.4 MFC性能参数及计算方法
        2.4.1 电池内阻与极化曲线
        2.4.2 电流密度与功率密度
        2.4.3 库伦效率
第三章 MFC强化同步短程硝化反硝化工艺
    3.1 进水组分与运行条件
        3.1.1 进水组分
        3.1.2 运行条件
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 MFC短程硝化反硝化的启动
        3.2.2 MFC短程硝化反硝化稳定运行及性能分析
        3.2.3 MFC强化短程硝化反硝化机理分析
        3.2.4 MFC短程硝化反硝化的破坏
    3.3 本章小结
第四章 外接电阻对MFC性能影响
    4.1 进水组分与运行条件
        4.1.1 进水组分
        4.1.2 运行条件
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 阴极出水随外阻的变化情况
        4.2.2 缺氧池出水随外阻的变化情况
        4.2.3 MFC产电性能及库伦效率
    4.3 本章小结
第五章 分开进水MFC性能研究
    5.1 进水组分与运行条件
        5.1.1 进水组分
        5.1.2 运行条件
    5.2 氨氮的迁移及转化过程
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同C/N下反应器脱氮性能对比
        5.3.2 不同C/N下反应器产电性能对比
        5.3.3 不同氨氮浓度下极化曲线的对比
        5.3.4 阴极曝气前后反应器性能变化
    5.4 本章小结
结论与建议
    结论
    建议
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢



本文编号：3878644