人工濕地(CW)是自然界中溫室氣體的重要來源之一,CH₄作為溫室氣體的重要成員,其單分子增溫效益是CO₂的20-30倍。因此,控制人工濕地CH₄排放對減緩溫室效應以及促進污水處理綠色技術的發(fā)展具有十分重要的意義。本研究探索微生物電化學方法對人工濕地甲烷排放進行調控,即:利用微生物燃料電池(MFC)與CW耦合開展CH₄排放相關研究。通過構建室內(nèi)人工濕地型微生物燃料電池(CW-MFC)耦合系統(tǒng),在不同的運行模式下(續(xù)批模式和連續(xù)流模式),探索了運行MFC以及植物根際位置對耦合系統(tǒng)甲烷排放通量、產(chǎn)電性能、污水去除效果優(yōu)選法以及相關微生物學過程的影響。主要結論如下:甲烷排放方面。在CW中運行MFC,可以有效抑制CW的CH₄排放。固定外電阻時,植物根際位于陰極時CH₄通量排放更低。外電阻越小,對于抑制CW中CH₄通量排放效果越佳。外電阻為50Ω和電路為開路時,產(chǎn)電組CH₄排放通量均值分別達最小(根際在陽極:0.91 mg·...

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【學位級別】：碩士

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摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 MFC研究現(xiàn)狀
        1.2.2 人工濕地控制甲烷排放機制研究
        1.2.3 人工濕地-微生物燃料電池耦合系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 MFC調控溫室氣體的研究
    1.3 研究目標、研究內(nèi)容和技術路線
        1.3.1 研究目標
        1.3.2 研究內(nèi)容
        1.3.3 技術路線
第二章 實驗材料與方法
    2.1 實驗材料及裝置接種與啟動
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 實驗裝置及啟動
        2.1.3 實驗儀器
    2.2 樣品采集、測定與及數(shù)據(jù)分析
        2.2.1 氣體指標測定
        2.2.2 電化學指標測定
        2.2.3 水質指標測試與方法
        2.2.4 微生物指標測定
第三章 運行MFC及根際位置對甲烷排放的影響
    3.1 外電阻對甲烷排放的影響
    3.2 HRT對系統(tǒng)甲烷排放的影響
    3.3 本章小結
第四章 運行MFC及植物根際位置對產(chǎn)電性能的影響
    4.1 外電阻對系統(tǒng)產(chǎn)電性能的影響
    4.2 HRT對系統(tǒng)產(chǎn)電性能的影響
        4.2.1 反應器輸出電壓
        4.2.2 功率密度曲線與極化曲線
        4.2.3 庫倫效率
    4.3 本章小結
第五章 運行MFC及植物根際位置對水質的影響
    5.1 外電阻對出水水質的影響
        5.1.1 pH、DO和 ORP
        5.1.2 COD去除率
        5.1.3 三維熒光圖譜特征
    5.2 HRT對系統(tǒng)水質的影響
        5.2.1 pH、DO和 ORP
        5.2.2 COD去除率
    5.3 本章小結
第六章 運行MFC及植物根際位置對微生物群落特性的影響
    6.1 外電阻對微生物形態(tài)的影響
    6.2 外電阻對微生物群落結構及動態(tài)的影響
        6.2.1 外電阻對細菌群落結構及動態(tài)的影響
        6.2.2 外電阻對古菌群落結構及動態(tài)的影響
    6.3 HRT對微生物多樣性及動態(tài)的影響
        6.3.1 HRT對細菌多群落結構及動態(tài)的影響
        6.3.2 HRT對古菌群落結構及動態(tài)的影響
    6.4 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 總結
    7.2 創(chuàng)新之處
    7.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷



本文編號：3758771