微生物燃料電池(MFC)能夠?qū)崿F(xiàn)生物陰極同步硝化反硝化(SND)脫氮,但其脫氮效率還需進一步提高。已有研究表明三陽極MFC與傳統(tǒng)雙室MFC相比,具有更好的產(chǎn)電性能和污染物去除效果。本文從環(huán)境工程微生物學和動力學層面研究了三陽極MFC陰極SND脫氮效率的強化策略。通過自三陽極MFC陰極室內(nèi)取樣篩選硝化細菌和反硝化細菌,研究弱電場刺激對其硝化或反硝化作用的影響;建立連續(xù)流三陽極MFC電化學模型(以下簡稱電化學模型)、連續(xù)流三陽極MFC陰極SND反應模型(以下簡稱三陽極MFC陰極SND模型),利用實驗數(shù)據(jù)進行模擬分析得到強化三陽極MFC陰極SND脫氮效率的可行性辦法;進行間歇流密閉MFC陰極電子利用率實驗,建立密閉陰極系統(tǒng)中SND過程液相和氣相中電子轉(zhuǎn)移通路模型(以下簡稱陰極SND電子轉(zhuǎn)移通路模型),評估陰極電子利用情況并利用實驗數(shù)據(jù)進行模擬,以得到提高陰極電子利用率和SND脫氮效率的方法。主要結(jié)論如下:(1)從實現(xiàn)陰極SND的三陽極MFC陰極室內(nèi)取樣經(jīng)過篩選實驗得到了五株AOB、六株NOB和四株Denitrifier。其中,AOB菌株A11、NOB菌株N16和Denitrifier菌株D6...

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【學位級別】：碩士

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摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 污水脫氮技術研究進展
        1.1.1 水體氮素污染現(xiàn)狀
        1.1.2 物化法污水脫氮技術
        1.1.3 生物法污水脫氮技術
    1.2 脫氮功能細菌
        1.2.1 硝化細菌
        1.2.2 反硝化細菌
    1.3 微生物電化學系統(tǒng)研究進展
        1.3.1 微生物電化學系統(tǒng)分類
        1.3.2 弱電場對微生物的刺激作用
        1.3.3 微生物燃料電池(MFC)研究進展
        1.3.4 MFC生物陰極脫氮技術研究進展
    1.4 MFC模型研究進展
        1.4.1 MFC模型分類
        1.4.2 MFC陰極模型研究進展
    1.5 本課題研究目的意義及內(nèi)容
        1.5.1 研究目的和意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
        1.5.3 技術路線
        1.5.4 課題來源
第二章 實驗材料與方法
    2.1 .實驗裝置
        2.1.1 三陽極MFC裝置
        2.1.2 雙室微生物電解池(MEC)裝置
        2.1.3 雙室MFC裝置
    2.2 實驗材料
        2.2.1 硝化細菌和反硝化細菌篩選
        2.2.2 實驗儀器和試劑
        2.2.3 測定分析方法
            2.2.3.1 水質(zhì)指標分析方法
            2.2.3.2 電化學指標分析方法
            2.2.3.3 動力學分析方法
第三章 三陽極MFC陰極功能菌群篩選與其弱電場刺激效應研究
    3.1 實驗設計
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 硝化細菌篩選實驗結(jié)果
        3.2.2 反硝化細菌篩選實驗結(jié)果
        3.2.3 不同恒電勢對硝化細菌活性影響
        3.2.4 不同恒電勢對反硝化細菌活性影響
        3.2.5 不同恒電流對反硝化細菌活性影響
    3.3 本章小結(jié)
第四章 三陽極MFC陰極同步硝化反硝化動力學模型研究
    4.1 實驗數(shù)據(jù)采集
    4.2 模型假設與構建
        4.2.1 模型假設
        4.2.2 電化學模型構建
        4.2.3 三陽極MFC陰極SND模型構建
    4.3 模型模擬驗證與分析
        4.3.1 電化學模型驗證與分析
        4.3.2 三陽極MFC陰極SND模型模擬驗證與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 MFC陰極同步硝化反硝化過程電子轉(zhuǎn)移通路及動力學研究
    5.1 實驗設計
    5.2 模型假設與構建
        5.2.1 模型假設
        5.2.2 陰極SND過程電子轉(zhuǎn)移通路
        5.2.3 陰極SND電子轉(zhuǎn)移通路模型構建
    5.3 實驗結(jié)果與模型模擬驗證與分析
        5.3.1 雙室MFC產(chǎn)電以及除碳脫氮效果
        5.3.2 陰極SND過程電子轉(zhuǎn)移通路分析
        5.3.3 陰極SND電子轉(zhuǎn)移通路模型模擬驗證與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果



本文編號：3783027