收藏本站
《华南理工大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

微生物燃料电池利用养殖废水产电特性、微生物群落分析及产电菌分离

李冲  
【摘要】:微生物燃料电池(MFC)是一种利用微生物氧化有机底物同时产生电流,将化学能转化为电能的新兴技术。养殖废水是一种典型的高浓度有机废水,本研究以空气阴极单室MFC为模型,探讨了该模型利用养殖废水产电同时净化水质的效果,研究了MFC阳极生物膜的微生物分子系统发育多样性,筛选、考察了产电微生物菌株及其产电潜力。主要成果如下: (1)以养殖废水的厌氧活性沼泥为接种物,以载铂碳纸为阴极、碳毡为阳极,构建了序批式空气阴极单室MFC。结果表明,以葡萄糖为底物时,两个MFC的稳定输出电压分别达到0.514 V和0.527 V(20 d,外阻500Ω)。逐渐加大养殖废水在底物中的比例,直至全部为养殖废水原水。此时,采用稳态放电法度量的两个MFC的内阻分别为169Ω和178Ω,最大功率密度分别为208 mW/m~2和158 mW/m~2。水质监测结果显示,一个运行周期(4 d)养殖原水的COD_(cr)平均去除率分别为85 %和78 %,氨氮平均去除率分别为52 %和45 %。此外,MFC对养殖废水原水的臭味去除效果明显。 (2)采用PCR-DGGE方法对启动期(S)、葡萄糖产电稳定期(RG)和养殖废水原水稳定期(RS)的MFC阳极生物膜微生物群落结构进行了分析。结果表明,不同时期MFC阳极生物膜的微生物多样性存在明显差异,S-RG、S-RS、RG-RS微生物群落相似性分别为70.1 %、42.0 %和50.6 %。对DGGE条带测序和比对发现,不同时期阳极生物膜上优势微生物包括Trichococcus sp.、Thauera sp.、Azoarcus sp.、Azospirillum sp.、Zobellella sp.、Pseudomonas sp.、Aeromonas sp.、Thiobacillus sp.、Desulfovibrio sp.、Thiomonas sp.。此外,两个MFC阳极生物膜利用养殖废水产电稳定期的微生物群落相似性为48 %。 (3)以沼泥接种物和原水稳定期的阳极生物膜为对象,通过分离培养-电化学测试筛选-MFC产电实验得到了4株电化学活性较高的纯培养菌株,其中两株MFC最大输出电压分别达到0.34 V和0.33 V(1000Ω外阻,1 g/L葡萄糖,50 mM PBS,pH 7.0),最大功率密度分别达到505 mw/m~2和495 mw/m~2。分子鉴定结果表明,这两株微生物分别与变形杆菌(99.9 %)和克雷伯氏菌(99.8 %)具有较高的序列相似度。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X71

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 连静;冯雅丽;李浩然;刘志丹;周良;;直接微生物燃料电池的构建及初步研究[J];过程工程学报;2006年03期
2 李少华;杜竹玮;祝学远;刘巍;傅德贤;李浩然;;Rhodoferax ferrireducens微生物燃料电池中钒化合物的催化性能[J];过程工程学报;2007年03期
3 尤世界;赵庆良;姜珺秋;;废水同步生物处理与生物燃料电池发电研究[J];环境科学;2006年09期
4 梁鹏;范明志;曹效鑫;黄霞;王诚;;微生物燃料电池表观内阻的构成和测量[J];环境科学;2007年08期
5 曹效鑫;梁鹏;黄霞;;“三合一”微生物燃料电池的产电特性研究[J];环境科学学报;2006年08期
6 王萍;徐志兵;操璟璟;;微生物燃料电池(MFC)技术及其发展前景的研究[J];节能技术;2008年06期
7 邓丽芳;李芳柏;周顺桂;黄德银;倪晋仁;;克雷伯氏菌燃料电池的电子穿梭机制研究[J];科学通报;2009年19期
8 李颖;孙永明;孔晓英;李连华;袁振宏;杨秀山;;微生物燃料电池中产电微生物的研究进展[J];微生物学通报;2009年09期
9 崔龙涛;左剑恶;范明志;;处理城市污水同时生产电能的微生物燃料电池[J];中国沼气;2006年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 姜珺秋;废水同步生物处理与微生物燃料电池发电的可行性研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 陈禧;单室空气阴极微生物燃料电池性能优化基础研究[D];华南理工大学;2011年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘宇航;陆晓中;胡翔;赵明;孙晓民;;污水处理用高发泡E/VAC悬浮填料的研制与应用[J];工程塑料应用;2005年11期
2 杨代金;张穗;王玉军;温广月;;一株氨氮降解菌的筛选及其降解特性的初步研究[J];山东农业科学;2009年03期
3 詹婧;孙庆业;石先阳;;好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2009年06期
4 石先阳;凌晨慧;鲍婷;谢继峰;周芬;盛雅琪;;Cu~(2+)与解偶联剂协同作用污泥减量化[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年05期
5 孙力;荧光法与分光光度法测定叶绿素a的对比试验[J];安徽化工;2003年05期
6 汪海波;EDTA滴定法测定水中钙镁总量的测量不确定度评定[J];安徽化工;2005年04期
7 郭小慧,孙静月,赵中一;人工神经网络光度法同时测定水中Fe(II)、Fe(III)[J];安徽化工;2005年06期
8 陈林;涂春贤;张国珍;宋小山;;Fenton试剂氧化处理TNT废水的试验研究[J];安徽化工;2006年03期
9 黄仙花;方谨继;;影响总氰化物测定结果的因素[J];安徽化工;2009年01期
10 俞珊珊;刘锋;马三剑;王秋云;;UASB处理蛋白废水的实验研究[J];安徽化工;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 李清;李德运;刘勇;杨明华;显毅杰;张敏;;不同水源池塘对鱼肉品质的影响[A];经济发展方式转变与自主创新——第十二届中国科学技术协会年会(第三卷)[C];2010年
3 李丽;朱琨;张兴;;腐植酸对电动法修复污染土壤的影响[A];第七届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2008年
4 朱文萍;段爱玲;;固相萃取技术在测定水和废水中有机污染物的应用[A];甘肃省化学会成立六十周年学术报告会暨二十三届年会论文集[C];2003年
5 张国清;;石墨管连续涂敷结合基体改进测定地表水中的铅[A];西北地区第三届色谱学术报告会暨甘肃省第八届色谱年会论文集[C];2004年
6 张国锋;刘祥萱;;纳米二氧化钛光催化降解水中亚硝酸盐[A];第四届全国工业催化技术及应用年会论文集[C];2007年
7 陶虎春;李金波;李绍峰;;BAC-FB处理生活污水的效能及特性研究[A];二氧化氯研究与应用--2010二氧化氯与水处理技术研讨会论文集[C];2010年
8 刘瑞祥;常惠丽;赵富强;任嘉红;;漳泽水库主要入库河流氮季节变化特征及其来源分析[A];新农村建设与环境保护——华北五省市区环境科学学会第十六届学术年会优秀论文集[C];2009年
9 唐燕秋;熊强;张可;;重庆市某小城镇地表水污染控制及可持续发展规划研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
10 朱志超;刘燕燕;范天瑜;;面积加权法与平均水质类别法评价东湖水质现状的比较研究[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 程曦;淀山湖氮磷营养物与浮游藻类增长相互关系的研究[D];华东师范大学;2011年
2 刘绍根;城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究[D];中国科学技术大学;2010年
3 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
4 王宏;毛竹林生态型模式施肥应用研究[D];北京林业大学;2011年
5 胡安辉;高效短程硝化/厌氧氨氧化富集培养物的研究[D];浙江大学;2010年
6 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
7 汪林;反硝化同步除磷动力学原理及其在改善MSBR性能中的应用[D];重庆大学;2010年
8 焦世珺;无机高分子复合混凝剂PPFS的制备、表征及其应用[D];重庆大学;2010年
9 徐晖;烟气钠碱脱硫吸收富液超声波解吸方法研究[D];天津大学;2010年
10 黄川;三峡库区生活垃圾对水环境的损伤行为及专项治理技术研究[D];重庆大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 游力军;阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂(CATCS)的制备与应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 毕磊;养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响[D];华中农业大学;2010年
3 贝亦江;动物废弃物培养蕹菜、蝇蛆的研究[D];华中农业大学;2010年
4 陈静颖;双能场/生物法降解废水中苯酚的研究[D];安徽工程大学;2010年
5 金洪洙;浊点萃取光度法测定铬及萃取剂回收方法研究[D];长春理工大学;2010年
6 马兴华;环境水中二甲胺和二乙胺分析方法的研究[D];郑州大学;2010年
7 孙延格;一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究[D];郑州大学;2010年
8 吴英;微生物燃料电池处理啤酒废水的实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 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
10 彭冉;抗铅联合苯酚降解多功能菌的构建[D];安徽农业大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱光俊,廖建云,张生芹;浅析我国能源与环境污染问题[J];重庆工业高等专科学校学报;2002年04期
2 贾鸿飞,谢阳,王宇新;生物燃料电池[J];电池;2000年02期
3 宝玥,吴霞琴;生物燃料电池的研究进展[J];电化学;2004年01期
4 王贵玲,张发旺,刘志明;国内外地热能开发利用现状及前景分析[J];地球学报;2000年02期
5 康峰,伍艳辉,李佟茗;生物燃料电池研究进展[J];电源技术;2004年11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 周巧红;王亚芬;吴振斌;;人工湿地系统中微生物的研究进展[J];环境科学与技术;2008年07期
8 华丽;胡长员;李凤仪;;乙二胺功能化处理CNTs对NiB/CNTs催化剂性能的影响[J];分子催化;2006年03期
9 郭建伟,毛宗强,徐景明;采用交流阻抗法对质子交换膜燃料电池(PEMFC)电化学行为的研究[J];高等学校化学学报;2003年08期
10 马兆昆,刘杰;改性碳纤维及表面含氧官能团对反硝化菌固着化的影响[J];功能材料;2003年05期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢磊;徐勇军;;好氧颗粒污泥处理高氨氮养殖废水的试验研究[J];安徽农业科学;2010年16期
2 劳善根,丁伟林,崔绍荣,谢可军;多年生黑麦草对甲鱼养殖废水净化功能的工程应用研究[J];上海交通大学学报(农业科学版);2005年01期
3 王华胜;卢毅军;高波;栾征;李世鹏;;复合垂直流人工湿地循环净化观鱼池水的季节性效果分析[J];贵州环保科技;2006年04期
4 顾宏;徐君;张贤明;李川;韩敏;;孔石莼对养殖废水中营养盐的吸收研究[J];环境科学与技术;2007年07期
5 吴根义;陈亮;李欢;蒋为;;两相厌氧—好氧工艺处理奶牛场养殖废水[J];中国沼气;2007年04期
6 陈树桥;周国勤;周国平;陈兵;;壳聚糖衍生物对养殖废水中Cu~(2+)的吸附研究[J];水产科学;2007年10期
7 潘忠诚;赵方波;何建国;翁少萍;温青;;膜生物反应器对白斑综合症病毒的去除研究[J];环境科学;2008年03期
8 胡海燕;单宝田;金卫红;邓一兵;;一株淡水螺旋藻的盐度驯化及其净化养殖废水作用[J];渔业现代化;2009年01期
9 魏传德;陈卫东;曹俊;;生猪规模化养殖废水生物处理技术的应用与启示[J];上海畜牧兽医通讯;2009年03期
10 逯延军;杨学武;;养殖废水处理工程[J];山西建筑;2010年21期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 孔晓英;孙永明;李连华;李东;杨改秀;;不同底物对微生物燃料电池产电性能的影响[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
2 谷海晶;刘丽敏;凌均棨;;锌离子在口腔原位菌斑生物膜形成过程中抑菌作用的研究[A];全国第八次牙体牙髓病学学术会议论文汇编[C];2011年
3 崔保维;张国栋;;腐植酸促生菌剂用于除臭和水净化的效果[A];2010中国腐植酸行业低碳经济交流大会暨第九届全国绿色环保肥料(农药)新技术、新产品交流会论文集[C];2010年
4 张孜江;;馆藏文物的预防性保护[A];继承 发展 保护 管理——北京博物馆学会保管专业十年学术研讨纪念集[C];2010年
5 杨辉;范宝山;李小平;;河流的生物修复[A];中国河道治理与生态修复技术专刊[C];2009年
6 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
7 刘军;程晓宏;邹国明;佘年;王琦;;城市河道底泥生物修复技术研究进展[A];中国河道治理与生态修复技术专刊[C];2010年
8 关彩虹;王瑾;鲁艳英;李文丹;;染毒土壤环境治理技术[A];公共安全中的化学问题研究进展(第二卷)[C];2011年
9 张晓萌;王连生;王泽东;耿静;;污水处理厂除臭技术研究[A];恶臭污染管理与防治技术进展[C];2009年
10 C.Michael Trottier;Ray Ehrhart;Scott Glynn;;二氧化氯制备、使用和安全性评述[A];二氧化氯研究与应用——2011二氧化氯与水处理技术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 新华社记者 李亚楠;明星企业?污染祸首?[N];人民日报;2011年
2 记者 李亚楠;“华英鸭”双重角色令潢川纠结[N];新华每日电讯;2011年
3 夏金树 李文河;回收养殖废水 改善渤海水质[N];中国海洋报;2003年
4 南海所;集约化对虾养殖废水可以无害化生态处理[N];中国渔业报;2007年
5 王义勋 张磊;大菱鲆养殖废水养海参[N];中国渔业报;2004年
6 白丽娜;唯特利密封垫圈防止反渗透系统微生物生长[N];中国建设报;2011年
7 记者 王小龙;34亿年前地球已存在微生物[N];科技日报;2011年
8 韩德志;活微饲料知识简介[N];中国畜牧兽医报;2005年
9 何书彬;生态养猪“零排放”[N];厦门日报;2006年
10 记者 谢薇 实习生 林晨;我市着力打造现代化生态型新农村[N];福州日报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡海燕;水产养殖废水氨氮处理研究[D];中国海洋大学;2007年
2 吴根义;畜禽养殖废水厌氧氨氧化脱氮处理研究[D];湖南农业大学;2007年
3 Alhaji Brima Gogra;[D];中国地质大学;2010年
4 孔祥平;一株地芽孢杆菌(Geobacillus sp.)在模拟油藏环境下的生长与运移实验研究[D];中国海洋大学;2007年
5 庞鹏飞;无线磁弹性化学/生物传感器的研制及应用研究[D];湖南大学;2008年
6 刘芳;低温改良气调包装半加工菜贮藏特性研究[D];上海交通大学;2007年
7 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
8 陈红;活性污泥合成PHAs的饥饿丰盛模式耦合磁场作用机理[D];浙江大学;2008年
9 顾生玖;水性抗菌涂料的制备及性能研究[D];西北师范大学;2006年
10 刘击;堆肥对菲及三环唑污染土壤修复研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李冲;微生物燃料电池利用养殖废水产电特性、微生物群落分析及产电菌分离[D];华南理工大学;2011年
2 孙建兵;龟鳖养殖废水生态净化与资源化利用研究[D];浙江大学;2011年
3 冉海涛;循环水高pH值处理研究[D];天津大学;2005年
4 王绪远;石油污染土壤生物修复的研究[D];大庆石油学院;2008年
5 李玉红;微生物生长的稳定性与非线性特性研究[D];东北电力大学;2010年
6 任海波;养殖废水氨氮降解菌的分离、鉴定与固定化研究[D];中国海洋大学;2004年
7 茅华;两种硅藻生长特性及其在养殖废水中的生长[D];南京农业大学;2007年
8 晏小霞;海水种植-海水养殖耦合的海水农业系统研究[D];华南热带农业大学;2005年
9 赵先庭;龙须菜处理海水养殖废水的实验研究[D];中国海洋大学;2007年
10 曾梦兆;人工湿地基质酶及其活性与净化养殖废水效果相关性研究[D];华中农业大学;2008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