收藏本站
《北京林业大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微生物燃料电池型BOD传感器研究

田帅  
【摘要】:随着我国工业、经济的飞速发展,环境污染问题日渐突出,其中水污染问题尤为严重。各类有机物是造成水体污染的重要因素。生化需氧量(BOD)是表征水体有机污染物含量的重要指标,但BOD标准检测方法5-d稀释培养法具有耗时长、结果重现性差等缺陷。微生物燃料电池(MFC)是一种将有机物中的化学能转化为电能的装置,利用MFC作为BOD传感器是一种检测BOD的新方法,具有检测时间短、重现性好等优势。 本文设计并制作了双室MFC反应器,电极由厚度为3mm、孔隙率为7%的石墨毡制成,导线为直径1mm的钛丝,两个极室由Nafion117质子交换膜隔开。MFC组装完成后采用不同接种物启动不同构型的MFC,结果表明,以污水处理厂A2/O工艺中的厌氧段污泥接种的长方体MFC反应器启动状况最佳,14天后电流达到稳定,选择这种启动条件下的MFC反应器进行后续MFC优化研究及BOD检测研究。 分别研究外接电阻、阳极室pH值、维持阳极室厌氧环境的方法、溶解氧作电子受体时阴极室供氧方式、以及阴极电子受体对MFC的产电能力的影响。MFC的最佳运行条件为:外接电阻500Ω,人工废水中添加pH为7.0的磷酸盐缓冲溶液,L-半胱氨酸(20mg/L)作为吸氧剂代替曝氮气,采用泵入富氧水(20mL/min)提供溶解氧作为电子受体。电解质溶液作为阴极电子受体可以提高MFC产电能力。 利用调试好的MFC进行水样BOD检测,结果表明,溶解氧作为电子受体时,传感器运行稳定,在BOD小于50mg/L范围内可以利用电流峰值进行BOD检测,检测时间为小于5h;在BOD小于100mg/L范围内可以利用电荷量进行BOD检测,检测时间为8-10h。利用FeCl3作电子受体时,BOD的检测上限扩大至250mg/L,但电极易被腐蚀、质子膜易被污染,使传感器不能长期稳定运行。利用KMnO4作电子受体时,BOD检测上限随着KMnO4浓度的增加而增加,当KMnO4为10mmol/L时,BOD检测上限达到500mg/L,检测时间小于10h,数据重现性好。虽然KMnO4对质子膜有一定的污染,但不影响MFC的稳定运行。
【学位授予单位】:北京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:X853

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 张金娜;赵庆良;尤世界;张国栋;;生物阴极微生物燃料电池不同阴极材料产电特性[J];高等学校化学学报;2010年01期
2 黄霞;梁鹏;曹效鑫;范明志;;无介体微生物燃料电池的研究进展[J];中国给水排水;2007年04期
3 钟登杰;黄霞;梁鹏;夏雪;;生物阴极微生物燃料电池产电性能的研究[J];中国给水排水;2010年01期
4 祝学远;冯雅丽;李少华;李浩然;杜竹玮;罗小兵;;单室直接微生物燃料电池的阴极制作及构建[J];过程工程学报;2007年03期
5 胡冠九,刘建琳,邹公伟;生物传感器在环境监测中的应用[J];环境监测管理与技术;1999年02期
6 吴锋;刘志;周顺桂;王跃强;黄赛花;;低成本单室微生物燃料电池型BOD传感器的研制[J];环境科学;2009年10期
7 王建龙;章一心;;生物传感器BOD快速测定仪的研究进展[J];环境科学学报;2007年07期
8 黄素德;刘宜胜;李伟;殷赟;;啤酒酵母菌微生物燃料电池及阳极研究[J];机电工程;2008年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 黄素德;基于酵母菌催化的双极室微生物燃料电池研究[D];浙江大学;2008年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵丽坤;闫蕾蕾;李景晨;吕莹莹;郝耀彤;;产电微生物与微生物燃料电池研究进展[J];安徽农业科学;2010年26期
2 孙世昌;张盼月;孙德智;肖凌鹏;马欣;;无介体微生物燃料电池型BOD传感器研究进展[J];安全与环境学报;2010年05期
3 付宁;王博;;微生物燃料电池在废水处理中的应用[J];环境科学与管理;2012年04期
4 陈秋萍;白金平;;生物传感器BOD快速测定仪电气控制系统[J];传感器与微系统;2011年09期
5 刘佳;付玉彬;徐谦;李魁忠;赵仲凯;;Fenton试剂改性海底生物燃料电池阳极及电化学性能[J];材料开发与应用;2011年03期
6 苏佳;付玉彬;宰学荣;;海底微生物燃料电池阳极邻苯二酚紫修饰及电化学性能[J];材料开发与应用;2011年04期
7 李花子,施汉昌,王建龙;BOD生物传感器的研究与发展[J];重庆环境科学;2003年01期
8 曾丽珍;李伟善;;微生物燃料电池电极材料的研究进展[J];电池工业;2009年04期
9 次素琴;吴娜;温珍海;李景虹;;微生物燃料电池电极材料研究进展[J];电化学;2012年03期
10 王刚;黄丽萍;张翼峰;;微生物燃料电池中生物阴极的研究与应用现状[J];环境科学与技术;2008年12期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许科伟;污泥厌氧消化过程中乙酸累积的微生态机理研究[D];江南大学;2010年
2 王凯鹏;电子中介体固定化及其在微生物燃料电池阳极的应用[D];武汉大学;2010年
3 李贺;折流板管状空气阴极微生物燃料电池构建及产电特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 张培远;微生物燃料电池能量特性研究[D];北京工业大学;2011年
5 侯彬;同步脱色刚果红与产电的微生物燃料电池的性能和机理研究[D];华南理工大学;2012年
6 李芳;以磁珠为载体的电化学免疫传感器[D];华中科技大学;2012年
7 李卫华;废水生物处理过程的紫外与荧光光谱解析[D];中国科学技术大学;2008年
8 张淑平;基于碳纳米管的电流型生物传感器及在农药检测中的应用研究[D];上海大学;2008年
9 孙敏;微生物燃料电池的功能拓展和机理解析[D];中国科学技术大学;2009年
10 陈猷鹏;基于微细加工技术的微电极的制备及其在废水生物处理中的应用[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙茜;微生物燃料电池处理难降解有毒废水实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 李建海;海底沉积物微生物燃料电池阳极表面改性及电极构型研究[D];中国海洋大学;2010年
3 周宁波;纳米二氧化铈制备、表征及修饰微生物燃料电池阳极的研究[D];华东理工大学;2011年
4 殷赟;以葡萄糖为原料的微生物燃料电池产电特性研究[D];浙江大学;2010年
5 吴瑾妤;基于pH调控的蓝藻水处理微生物燃料电池产电特性研究[D];江南大学;2010年
6 赵娟;基于底物类型的沉积型微生物燃料电池产电特性研究[D];江南大学;2010年
7 申兰芹;生化需氧量在线自动监测仪的研制及应用[D];河北科技大学;2010年
8 赵伟;海洋沉积物中产电微生物筛选及其应用基础研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
9 肖博;微生物自介导胞外还原偶氮染料研究[D];大连理工大学;2011年
10 甘琳琳;微生物燃料电池的PCP共代谢降解动力学[D];大连理工大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何星月,刘之景;生物传感器在水污染监测中的应用[J];微纳电子技术;2002年09期
2 杜晓燕,王德才,陈文华,王志忠,计春向;BOD微生物传感器和快速BOD测定仪的研制[J];传感器技术;1998年04期
3 张玉惠,王德龙,冯建霞;微生物传感器快速测定BOD标准方法的技术说明[J];城市环境与城市生态;2002年05期
4 李花子,施汉昌,王建龙;BOD生物传感器的研究与发展[J];重庆环境科学;2003年01期
5 于景荣,衣宝廉,韩明,毕可万,杜学忠,明平文;Nafion膜厚度对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];电源技术;2001年06期
6 莫志军,胡林会,朱新坚;燃料电池广义内阻的在线测量[J];电源技术;2005年02期
7 叶裕才,王建龙,普利锋;生物传感器快速测定生化需氧量的研究[J];分析化学;2005年03期
8 邹勇进;孙立贤;徐芬;杨黎妮;;以新亚甲基蓝为电子媒介体的大肠杆菌微生物燃料电池的研究[J];高等学校化学学报;2007年03期
9 詹亚力;王琴;张佩佩;闫光绪;郭绍辉;;微生物燃料电池影响因素及作用机理探讨[J];高等学校化学学报;2008年01期
10 张悦,王建龙,李花子,施汉昌,竺建荣;生物传感器快速测定BOD仪的开发[J];高技术通讯;2001年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 辛明君;河水BOD_(1~20)与反应速率常数K的初探[J];干旱环境监测;1999年03期
2 张悦,王建龙,李花子,施汉昌,竺建荣;生物传感器快速测定BOD在海洋监测中的应用[J];海洋环境科学;2001年01期
3 陈宁,焦国嵩,牟宇翔,高旭光;BOD微生物传感器和BOD智能生物检测仪的研究[J];中国环境监测;2002年02期
4 吴平胜,肖建寅;缩短BOD_5常规测试时间的方法[J];工业水处理;1998年01期
5 李德豪 ,陈少华 ,张月明,尚华,贾瑞民;茂名市小东江BOD_5与CODcr相关性研究[J];茂名学院学报;1992年02期
6 张顺泽,史乐君,李卓林;改善纯氧曝气装置处理效果的实践与认识[J];河南化工;1995年11期
7 王春芹;偶氮型分散染料生产废水治理预处理工艺研究[J];辽宁城乡环境科技;1999年06期
8 黄平路,夏晓虹;活性污泥曝气降解法快速测定BOD[J];安徽农学通报;2004年03期
9 张晓红;一种快速测定BOD的新方法——溶解氧测定仪法[J];污染防治技术;1995年01期
10 苏惠波;嫩江冰封期BOD降解规律的研究[J];高师理科学刊;1997年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王晓攀;刘兰红;王海鹏;;样品温度对微生物传感器快速测定BOD的影响分析[A];河北省土壤污染防治技术研讨会论文集[C];2010年
2 尚朝奇;王辉;;基于SVM污水处理过程BOD的智能预测[A];2011第十六届全国自动化技术与应用学术年会专辑[C];2011年
3 侯彬;胡勇有;孙健;;微生物作为阴极催化剂强化微生物燃料电池同步偶氮染料脱色与产电性能的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 李颖;孙永明;孔晓英;李连华;杨改秀;袁振宏;;菌株Dysgonomonas mossii的分离及产电特性[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
5 刘载文;王小艺;张春芝;程志强;;基于遗传算法的污水处理过程优化控制方法[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年
6 杨改秀;孔晓英;孙永明;;微生物燃料电池阴极催化剂的研究进展[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
7 张亚平;胡勇有;孙健;侯彬;李斯哲;;碳纳米管负载二氧化锰用作微生物燃料电池阴极催化剂强化氧气还原的研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
8 周栋;;浅谈中水利用[A];上海烟草系统2001年度学术论文选编[C];2001年
9 王鑫;蔡章;周启星;张志能;陈翠红;;利用U型空气阴极微生物燃料电池加速盐碱土石油烃降解[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
10 王井玉;黄卫民;王璇;林海波;;挂膜方式对微生物燃料电池性能的影响[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 德国图书信息中心 王星;走进图书按需生产时代[N];中国图书商报;2000年
2 记者 符王润 通讯员 曾晓舵 李洁尉 刘静;微生物燃料电池有很大挖掘空间[N];广东科技报;2010年
3 记者 路平;微生物也可发电[N];广东科技报;2010年
4 ;微生物燃料电池处理污水发电两不误[N];中国环境报;2005年
5 萧潇;微生物燃料电池:处理污水发电两不误[N];中国煤炭报;2005年
6 王致诚;生命风景线[N];中国体育报;2000年
7 华羽;为“小鼠减肥”获奖叫好[N];光明日报;2009年
8 张芮;希腊从芝士副产品中回收能源[N];中国石化报;2010年
9 郭明波/译;“喂喂我吧!”机器人也要吃![N];北京科技报;2000年
10 山东省茌平县环保局 孙立华 冯传云;怎样应对排污监管监测新情况?[N];中国环境报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张培远;微生物燃料电池能量特性研究[D];北京工业大学;2011年
2 王鑫;微生物燃料电池中多元生物质产电特性与关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王鑫;微生物燃料电池中多元生物质产电特性与关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 付磊;微生物燃料电池SPG和PB/PANI氧还原阴极的研究[D];大连理工大学;2010年
5 莫光权;功能化碳纳米管材料在微生物燃料电池中的应用研究[D];华南理工大学;2010年
6 王凯鹏;电子中介体固定化及其在微生物燃料电池阳极的应用[D];武汉大学;2010年
7 方晓波;钱塘江流域水环境承载能力研究[D];浙江大学;2009年
8 黄杰勋;产电微生物菌种的筛选及其在微生物燃料电池中的应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
9 杨永刚;微生物燃料电池的电子传递方式及其在典型有机污染物降解中的应用研究[D];华南理工大学;2011年
10 温青;电催化电极材料制备及应用于污水处理的研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田帅;微生物燃料电池型BOD传感器研究[D];北京林业大学;2013年
2 吴锋;基于微生物燃料电池的便携式BOD在线监测仪研制[D];湖南农业大学;2010年
3 孙世昌;双室无介体型微生物燃料电池在BOD传感器中的研究初探[D];北京林业大学;2011年
4 卞勋胜;石油化工污水中的BOD与COD相关性的研究[D];大连海事大学;2013年
5 袁峰;多业务驱动光网络中BoD业务关键技术研究与实现[D];北京邮电大学;2010年
6 柴小磊;两种电子受体生物阴极微生物燃料电池研究[D];大连理工大学;2011年
7 曹晓燕;微生物燃料电池应用于废水处理关键技术研究[D];合肥工业大学;2012年
8 付乾;微生物燃料电池阴极性能强化及传输特性研究[D];重庆大学;2010年
9 武晨;微生物燃料电池处理苯胺废水的产电特性研究[D];天津理工大学;2011年
10 赵磊;微生物燃料电池技术与光催化技术应用于废水处理的初步研究[D];南京理工大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026