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《哈尔滨工业大学》 2014年
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微生物燃料电池—人工湿地系统处理污水效果及产电性能

杨广伟  
【摘要】:针对目前我国水资源严重短缺,城镇污水处理率不高等问题,本文提出微生物燃料电池(Microbial fuel cell, MFC)—人工湿地(Constructed wetland,CW)系统,在处理生活污水的同时将污水中化学能以电能的形式回收,实现污水处理及资源化。 MFC-CW系统阳极区填充3种粒径的活性炭颗粒,阴极采用生物阴极。研究5个水力停留时间下MFC-CW系统的污水处理效果及产电性能,优化出MFC-CW系统处理生活污水效果最好的2个水力停留时间(HRT)。在优化出的2个HRT下以相同条件运行MFC-CW系统和CW系统,考察生物产电对CW系统处理生活污水的促进效果。在HRT为12h下对MFC-CW系统和CW系统不同基质层出水进行树脂分级实验,研究出水中溶解性有机污染物(DOM)中不同组分的分布情况及在系统中的迁移转化规律。 考察5个HRT下MFC-CW系统处理生活污水效果及产电性能,结果表明:随着HRT的延长,系统对污水中COD和NH4+-N的去除率呈现先升高后降低的趋势,SS去除效率逐渐增加。当HRT为12h时,系统对COD和NH4+-N的去除效果最好,分别达到89.2%和36.0%,SS为93.2%。系统内阻随HRT的延长呈现逐渐增大的趋势,当HRT为6h时,系统稳定输出电压为0.68V,系统获得最小内阻为46.2和最大功率密度为1.30W/m3。当HRT为48h时,获得最大库伦效率为7.96%。系统阴极停止曝气后12h时,阴极区溶解氧由7.3mg/L降低到2.0mg/L,对应系统输出电压下降0.002V,当停止曝气时间达到24h时,输出电压降低0.009V。 MFC-CW系统和CW系统在2个HRT下的实验结果表明:MFC-CW系统不同基质层出水的PH值均略小于CW系统,水力停留时间越长(48h)两系统出水的PH值越小。HRT为12h时,MFC-CW系统出水COD去除率达到83.1%,CW系统为74.6%,生物产电作用有助于CW系统对污水中COD的降解。HRT为12h时MFC-CW系统对TN去除率达到16.6%,HRT为48h时去除率达到8.3%。TN主要来自于NH4+-N,HRT为48h时,MFC-CW系统各层基质对NH4+-N的去除率分别为4.5%、3.4%和2.0%。 对系统不同基质层出水DOM进行树脂分级实验结果表明:随着基质层的加深两个系统对DOC的去除效果均有提高。生物产电作用可以促进CW系统对HPI、HPO-A和HPO-N的降解;而HPO-N和TPI-N可以被完全降解;MFC-CW系统和CW系统对TPI-A的去除效果较差几乎没有。MFC-CW系统上层基质对UV-254的去除效果(74.2%)已优于CW系统下层处理效果(69.9%)。进一步分析表明,生物产电作用主要促进CW系统对亲水性(HPI)蛋白质的降解,而CW系统对TPI-A组分表征的蛋白质的降解效果优于MFC-CW系统。MFC-CW系统较CW系统对多糖的去除效果好。MFC-CW系统不仅对细胞代谢产物有较好的处理效果而且对CW系统不能降解的富里酸类荧光物质也具有去除作用,而腐殖酸类荧光物质在MFC-CW系统不同基质层中呈现逐渐积累的趋势。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:X703;TM911.45

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘红玉,吕宪国,张世奎;湿地景观变化过程与累积环境效应研究进展[J];地理科学进展;2003年01期
2 于少鹏,王海霞,万忠娟,孙广友;人工湿地污水处理技术及其在我国发展的现状与前景[J];地理科学进展;2004年01期
3 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
4 张兵之,吴振斌,徐光来;人工湿地的发展概况和面临的问题[J];环境科学与技术;2003年S2期
5 丁怡;宋新山;严登华;;影响潜流人工湿地脱氮主要因素及其解决途径[J];环境科学与技术;2011年S2期
6 陈长太,王雪,祁继英;国外人工湿地技术的应用及研究进展[J];中国给水排水;2003年12期
7 孙佑海;;推进生态文明建设的法治思维和法治方式研究[J];重庆大学学报(社会科学版);2013年05期
8 赵庆良;姜珺秋;王琨;张力为;;微生物燃料电池处理剩余污泥与同步产电性能[J];哈尔滨工程大学学报;2010年06期
9 杨文卿;邓旋;许兢;陈庆华;;一种新型可控堆肥反应器系统的快速好氧堆肥实验[J];环境工程学报;2010年12期
10 丁廷华;污水芦苇湿地处理系统示范工程的研究[J];环境科学;1992年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 薛爽;土壤含水层处理技术去除二级出水中溶解性有机物[D];哈尔滨工业大学;2008年
2 许兵;人工湿地深度处理污水处理厂二级出水试验研究[D];山东大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒯圣龙;尹程;;厌氧-复合人工湿地工艺处理农村生活污水研究[J];安徽广播电视大学学报;2012年02期
2 王艳芹;袁长波;边文范;姚利;李国生;张昌爱;刘英;;砂滤池系统处理北方农村生活污水试验研究[J];山东农业科学;2010年08期
3 王健;;表面流人工湿地污水处理技术应用探讨[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年04期
4 王伯昉;;MBR技术在高层建筑中的应用[J];安徽建筑;2009年06期
5 邱沪生;欧阳郑凯;;人工湿地对污水的除磷效果研究[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年03期
6 刘松岩;何涛;周本翔;;水生植物净化受污染水体研究进展[J];安徽农业科学;2006年19期
7 应俊辉;;利用人工湿地处理农村生活污水的研究[J];安徽农业科学;2007年04期
8 邓春光;任照阳;;浅谈植物修复技术在三峡库区富营养化修复中的应用[J];安徽农业科学;2007年05期
9 李杰;钟成华;邓春光;;人工湿地研究进展[J];安徽农业科学;2007年06期
10 周早弘;;发达地区防治农业面源污染的工程技术运用[J];安徽农业科学;2007年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张冬梅;刘文莉;陈英旭;;人工湿地污水处理系统运行与管理中相关问题分析[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 杨艺红;应倩岚;;城市湿地公园水系规划浅析——以河北唐山乐亭古滦河湿地公园水系规划为例[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
3 叶红;邓仕槐;李远伟;吴晓莉;;人工湿地在畜禽养殖废水处理中的应用前景研究[A];全国畜禽和水产养殖污染监测与控制治理技术交流研讨会论文集[C];2008年
4 张福东;;浅议化工事故火灾的水污染防治对策[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(四)[C];2007年
5 王鹏;曹薇;董仁杰;;人工湿地植物研究现状[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
6 巩如英;王飞;;山东省东营市东城区湿地公园规划设计[A];中国园艺学会第六届青年学术讨论会论文集[C];2004年
7 蔡佩英;马祥庆;;人工湿地污水处理技术研究进展[A];科学规划与用水安全——福建省科协第六届学术年会水利分会论文集[C];2006年
8 邓虹;;中国湿地保护立法问题考察[A];生态文明与环境资源法--2009年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集[C];2009年
9 张绪良;;莱州湾南岸滨海湿地的景观格局变化及其累积环境效应[A];第五届中国青年生态学工作者学术研讨会论文集[C];2008年
10 裴普成;张金辉;;质子交换膜燃料电池欧姆阻抗的测试[A];2006年APC联合学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李淑兰;人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究[D];中南林业科技大学;2007年
2 赵芳;蛭石—水溶液体系中锌、镉离子吸附特性与离子吸附理论[D];中南林业科技大学;2007年
3 张小东;崇明前卫村微污染水体的生态修复与基质研究[D];东华大学;2010年
4 潘涛;人工湿地减排温室气体估算研究[D];南京大学;2011年
5 赵占军;重庆市长寿区城市河岸生态修复技术研究[D];北京林业大学;2011年
6 黄桂林;辽河三角洲湿地景观变化及驱动机制研究[D];北京林业大学;2011年
7 王昊;北方都市生态人工湿地深度处理污水厂二级出水的研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 修春海;人工湿地预处理引黄水库水的试验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 何必繁;污泥制备陶粒轻集料及其热动力学特性研究[D];重庆大学;2011年
10 杨利伟;分散式养猪废水处理技术工艺研究[D];西安建筑科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 楚伟伟;波形潜流人工湿地处理模拟生活污水的研究[D];郑州大学;2010年
2 陈超;湿地资源保护与开发问题研究[D];山东农业大学;2009年
3 王伟锋;蔬菜(大蒜)加工废水资源化利用研究[D];山东农业大学;2010年
4 刘晶晶;模拟人工湿地系统处理酸性重金属废水的效能及机理研究[D];湘潭大学;2010年
5 窦娜莎;曝气生物滤池处理城市污水的主要影响因素及细菌多样性研究[D];中国海洋大学;2010年
6 明磊;城市污水混凝预处理及污泥厌氧消化试验研究[D];中国海洋大学;2010年
7 房静;G公司污水处理改造项目可行性研究[D];中国海洋大学;2009年
8 黄界水;宁德东湖国家湿地公园景观生态分析与综合评价研究[D];福建农林大学;2010年
9 张永静;两种人工湿地对污水的净化能力研究[D];河南师范大学;2010年
10 蔡清明;生态演替式水体修复技术在卫河邯郸段污水处理中的应用[D];河北工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴利;余育和;冯伟松;;PCR-DGGE技术在环境微型生物群落研究中的应用[J];合肥师范学院学报;2010年06期
2 李杰;钟成华;邓春光;;人工湿地研究进展[J];安徽农业科学;2007年06期
3 翟由涛;;改性高岭土对水中磷的吸附行为研究[J];安徽农业科学;2010年28期
4 谢云成;;煤矸石-粉煤灰基质人工湿地技术处理矿井水模拟研究[J];安徽农业科学;2011年14期
5 徐轶;来永斌;贾轶然;孙晓怡;李庆福;;絮凝沉淀和人工湿地技术在河流污染治理中的应用[J];环境科学与管理;2008年06期
6 许效天;杨跃伟;孟俊峰;;城市污水污泥堆肥控制因素和腐熟度评价[J];环境科学与管理;2008年10期
7 徐勤明;刘兴剑;任全进;;太湖地区常见湿地植物种类及应用探讨[J];北方园艺;2011年17期
8 许学工,ShawL.Yu,张枝焕,杜巧玲,后立胜,林辉平,王道军,甄晓玥,刘文政,张清华;湿地状态对石油污染和植物长势影响的模拟研究[J];北京大学学报(自然科学版);2005年06期
9 聂发辉,吴晓芙,胡曰利;人工湿地中蛭石填料净化污水中氨氮能力[J];城市环境与城市生态;2003年06期
10 陈博谦,王星,尹澄清;湿地土壤因素对污水处理作用的模拟研究[J];城市环境与城市生态;1999年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 尤世界;微生物燃料电池处理有机废水过程中的产电特性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王丽娜;城市污水再生用于地下水回灌及健康风险评价[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 曹杰;人工湿地对农村生活污水的处理效果研究[D];浙江大学;2007年
3 胡海滨;污泥添加聚丙烯酸钠(PAAS)的堆肥处置研究及工程设计[D];福建师范大学;2008年
4 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
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘登;刘均洪;刘海洲;;微生物燃料电池的研究进展[J];化学工业与工程技术;2007年05期
2 张广柱;刘均洪;;微生物燃料电池研究和应用方面的最新进展[J];化学工业与工程技术;2008年04期
3 孙健;胡勇有;;废水处理新理念——微生物燃料电池技术研究进展[J];工业用水与废水;2008年01期
4 ;微生物燃料电池或成汽车节能环保解决方案[J];材料导报;2008年07期
5 白中炎;仲海涛;彭晓春;吴文娜;刘仁杰;;微生物燃料电池研究进展[J];广东化工;2008年08期
6 双陈冬;张恩仁;刁国旺;范芳芳;袁杰;;复合菌体及单一菌体催化的微生物燃料电池产电机理初步研究[J];电化学;2008年03期
7 ;微生物燃料电池节能环保[J];化学与生物工程;2008年09期
8 ;水质淡化,微生物燃料电池新方向[J];环境污染与防治;2009年09期
9 谢珊;欧阳科;陈增松;;微生物燃料电池在污水处理领域应用的最新进展[J];广东化工;2011年07期
10 ;美研制出新型微生物燃料电池系统[J];企业技术开发;2012年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 顾忠泽;吴文果;;微生物燃料电池的研究[A];中国化学会第27届学术年会第05分会场摘要集[C];2010年
2 赵峰;;来自废水的能量-微生物燃料电池[A];2010年海峡两岸环境与能源研讨会摘要集[C];2010年
3 李正龙;刘红;孔令才;韩梅;;可利用空间基地有机废物的微生物燃料电池预研[A];中国空间科学学会第16届空间生命学术研讨会论文摘要集[C];2005年
4 孙健;;废水处理新理念——微生物燃料电池技术研究进展[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 赵峰;;微生物燃料电池的电子传递及电极反应研究[A];广东省科协资助学术会议总结材料[C];2010年
6 付玉彬;;海底微生物燃料电池研究和应用[A];广东省科协资助学术会议总结材料[C];2010年
7 孔晓英;李连华;李颖;杨改秀;孙永明;;葡萄糖浓度对微生物燃料电池产电性能的影响[A];广东省科协资助学术会议总结材料[C];2010年
8 袁勇;庄莉;周顺桂;;盘管式微生物燃料电池的构建及其应用[A];广东省科协资助学术会议总结材料[C];2010年
9 喻玉立;袁用波;胡忠;;产电菌的选育及其在微生物燃料电池中的应用[A];广东省科协资助学术会议总结材料[C];2010年
10 陈禧;王炜;彭香琴;刘宇波;幸毅明;;微生物燃料电池结构与材料研究进展[A];2013中国环境科学学会学术年会论文集(第八卷)[C];2013年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;微生物燃料电池处理污水发电两不误[N];中国环境报;2005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 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
4 记者 毛黎;微生物燃料电池技术又推进一步[N];科技日报;2006年
5 纪振宇;微生物燃料电池为汽车节能环保提供解决方案[N];中国高新技术产业导报;2008年
6 本报记者 赵亚平;虾兵蟹将派上新用场[N];科技日报;2007年
7 张芮;希腊从芝士副产品中回收能源[N];中国石化报;2010年
8 常丽君;高空“超级细菌”可成发电新能源[N];科技日报;2012年
9 编译 杨孝文;微生物机器人吃苍蝇发电[N];北京科技报;2006年
10 记者 陈勇;美科学家开发出微生物燃料电池[N];新华每日电讯;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 许凤玲;海洋生物膜的电活性及其在微生物燃料电池中的应用基础研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2009年
3 张叶臻;新型石墨纸和石墨烯在微生物燃料电池中的应用研究[D];华南理工大学;2013年
4 刘宜胜;基于三角转子发动机和微生物燃料电池的微小型电源研究[D];浙江大学;2008年
5 曹效鑫;微生物燃料电池中产电菌与电极的作用机制及其应用[D];清华大学;2009年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 郗名悦;大肠杆菌微生物燃料电池的研究[D];太原理工大学;2008年
2 李明;无膜微生物燃料电池性能特性与应用拓展研究[D];重庆大学;2011年
3 史海凤;微生物燃料电池的阻抗特性以及在生物阴极实现硝化的研究[D];华东理工大学;2012年
4 吴自润;基于泡沫金属电极的微生物燃料电池产电性能研究[D];华南理工大学;2011年
5 王莹;基于过硫酸盐活化技术的微生物燃料电池研究[D];湖南大学;2012年
6 亓召琴;微生物燃料电池系统的技术研究与结构优化设计[D];烟台大学;2012年
7 王振;厌氧流化床微生物燃料电池传质与基质降解动力学研究[D];青岛科技大学;2012年
8 刘晖;微生物燃料电池法处理难降解污染物及其产电性能的研究[D];湖南大学;2011年
9 屈原津;以谷壳及剩余污泥为底物的微生物燃料电池性能研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
10 张小燕;微生物燃料电池去除废水中的氨氮及下流式微生物燃料电池的扩大化研究[D];苏州大学;2013年
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