本文選題：雙圓筒 + 反硝化��； 參考：《南昌大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：微生物燃料電池(MFC)能直接將底物轉(zhuǎn)化為電能,實現(xiàn)生物能到電能的轉(zhuǎn)化,而且轉(zhuǎn)化率高達(dá)80%,在輸出電能的同時,還能利用硝酸鹽氮接收電子這一特征處理高濃度氮的有機豬場廢水。本實驗構(gòu)建了連續(xù)流反硝化生物陰極雙室型MFC系統(tǒng),以實驗室某一長期運行的雙室MFC系統(tǒng)顆粒污泥對陽極進(jìn)行接種,陰極室中接種了某地豬場廢水處理工藝中的SBBR反應(yīng)器中的硝化反硝化污泥;考察了其產(chǎn)電效果及底物降解特性,研究了負(fù)載電阻、C/N和進(jìn)水流量及攪拌程度對產(chǎn)電及底物降解效率的影響,最后以實際豬場廢水為底物,研究其產(chǎn)電及對豬場廢水的處理效果。以模擬廢水為啟動底物,配水溶液中葡糖糖濃度為3g/L、氯化銨濃度為1.6g/L;進(jìn)水COD約為2000mg/L、NH3-N約為420mg/L、p H為8.0,MFC系統(tǒng)負(fù)載電阻為75?;在連續(xù)流的培養(yǎng)方式下,陽極室經(jīng)過200h后即可完成對產(chǎn)電菌的定向富集及啟動過程,陰極室經(jīng)過了195h后,完成了對反硝化菌的定向富集及其啟動過程。MFC穩(wěn)定運行得到輸出電壓穩(wěn)定在473m V左右不在有明顯變化,陽極室中COD從2000mg/L下降到了395mg/L,去除率為80.2%,NH3-N從422mg/L下降到了201mg/L,去除率為52.4%;陰極電極電勢保持穩(wěn)定在31m V左右不在有明顯變化,陰極室中的NO3-N從422mg/L下降到了47.5mg/L,去除率為88.5%。用歐姆極化曲線法測量MFC系統(tǒng)的表觀內(nèi)阻,得到本MFC系統(tǒng)表觀內(nèi)阻為4.6?,開路電壓為554.8 m V,最大輸出功率密度為0.98W/m2,相關(guān)性為0.9576。在MFC穩(wěn)定運行后,進(jìn)行了影響因素分析實驗,在選取的負(fù)載電阻550?、450?、350?、250?、150?、100?、70?、50?中,通過綜合考察各項性能參數(shù),表明負(fù)載電阻在70?~350?時,MFC有較好的性能。進(jìn)水流量分別為4ml/h、6ml/h、8m L/h及10m L/h時,結(jié)果表明進(jìn)水流量為6~8 ml/h時,MFC有較好的性能。C/N分別為10:1、6.7:1、5:1、4:1及3.3:1時,結(jié)果表明,當(dāng)C/N為4:1~6.7:1時,MFC系統(tǒng)有較好的性能。對MFC陽極室中進(jìn)行攪拌和不進(jìn)行攪拌兩種實驗,考察了MFC在不同攪拌程度下的產(chǎn)電性能及底物降解性能。結(jié)果表明,在攪拌條件下,MFC的性能更好,此時的功率密度為0.385W/m2,庫侖效率為4.48%。優(yōu)化條件使用實際豬場廢水進(jìn)行實驗,得出穩(wěn)定輸出電壓為530m V;陰極電極電勢為45m V,COD去除率為84.6%;NO3-N去除率為78.5%,說明使用豬場廢水并優(yōu)化條件后,MFC仍然具有較好的產(chǎn)電性能和底物去除效率。
[Abstract]:The microbial fuel cell (MFC) can directly convert the substrate into electric energy, realize the conversion from biological energy to electric energy, and the conversion rate is as high as 80%. Nitrates can also be used for the treatment of organic pig wastewater with high nitrogen concentration. In this experiment, a continuous flow denitrification biological cathode two-compartment MFC system was constructed. The anode was inoculated with granular sludge of a long-running MFC system in the laboratory. The nitrification and denitrification sludge in SBBR reactor was inoculated in the cathode chamber, and the electrogeneration effect and substrate degradation characteristics of the sludge were investigated. The effects of loading resistance C / N, influent flow rate and stirring degree on the efficiency of power generation and substrate degradation were studied. Finally, the effect of electricity production and treatment of pig farm wastewater was studied with actual pig farm wastewater as substrate. Using simulated wastewater as starting material, glucose concentration in aqueous solution is 3 g / L, ammonium chloride concentration is 1.6 g / L, influent COD is about 2000 mg / L, NH _ 3-N is about 420 mg / L ~ (-1) H is 8.0 mg / L ~ (-1) H, load resistance of MFC system is 75%. After 200 hours, the anodic chamber can complete the directional enrichment and start-up process of the electrogen-producing bacteria, and the cathode chamber after 195h. The directional enrichment of denitrifying bacteria and its start-up process, the steady operation of MFC, showed that the output voltage was stable at about 473m V, and there was no obvious change in the output voltage. The COD in anode chamber decreased from 2000mg/L to 395mg / L, the removal rate of NH3-N decreased from 422mg/L to 201mg / L, and the removal rate was 52.4.The cathode potential remained stable at about 31m V, and the NO3-N in cathode chamber decreased from 422mg/L to 47.5 mg / L, and the removal rate was 88.5B. The apparent internal resistance of MFC system was measured by ohmic polarization curve method. The apparent internal resistance, open circuit voltage and maximum output power density of the MFC system were 4. 6 渭 m, 554.8 MV and 0. 98 W / m2, respectively, and the correlation was 0. 957 6. After the stable operation of MFC, the influence factor analysis experiment was carried out. Through the comprehensive investigation of various performance parameters, it is shown that the load resistance is in the range of 70 ~ 350? Time-time MFC has better performance. When the influent flow rate is 4 ml / h / 6 ml / L / h and 10 ml / h, the results show that when the influent flow rate is 6 ~ 8 ml/h, the performance of MFC is better. C / N is 10: 1 / 6. 7: 1: 1 / 4: 1 and 3.3: 1 respectively. The results show that when C / N is 4: 6. 7: 1, the MFC system has better performance. The electrical properties and substrate degradation properties of MFC in different stirring degree were investigated by stirring or not stirring in the anode chamber of MFC. The results show that the performance of MFC is better under stirring condition. The power density is 0.385 W / m ~ (2) and the Coulomb efficiency is 4.48 g / m ~ (2). The optimum condition is to use the wastewater from the actual pig farm to carry out the experiment. The stable output voltage is 530mV and the cathode potential is 45mV. The removal rate of COD is 84.6%. The removal rate of NO3-N is 78.5%, which indicates that the MFC still has good electric performance and substrate removal efficiency after using the wastewater from pig farm and optimizing the conditions.
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM911.45;X713

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1900325