苯对微生物燃料电池产电性能影响的研究

摘要

本文对实验室构造的两种不同结构形式的双极室微生物燃料电池(MFC)以广州列德污水处理厂采取的厌氧和好氧污泥为接种液进行了产电细菌的驯化，并利用生物易降解的葡萄糖为基质对两种结构的微生物燃料电池从产电性能、稳定性、有机质的降解效率等方面进行了比较。选用性能较优良的石墨填料式微生物燃料电池研究了苯对微生物燃料电池产电性能的影响。本文在实验过程中得出以下结论： 1.以铁氰化钾为电子受体的石墨填料循环式微生物燃料电池的产电性能及对有机质的降解速率优于以氧气为电子受体的上下室微生物燃料电池。石墨填料循环式MFC有如下特点：启动时间短，64小时最高输出电压即达到620mV；输出电压曲线呈明显三阶段，最高电压形成比较稳定的平台期，平台期持续时间较长(以1500mg/l的葡萄糖为基质，在最高电压650mV处形成的平台长达15个小时)；阳极室中有机质的降解速率快，23小时内，1500mg/L的葡萄糖得到完全降解，COD降解率在90％以上。 2.苯产电细菌驯化的一种比较有效的方式为先用易被生物降解的葡萄糖对接种液(本实验中采用市政污水处理厂的厌氧和好氧污泥)驯化一段时间，然后再逐渐增加基质中苯的浓度，减小葡萄糖的浓度。 3.以苯和葡萄糖共基质状况下，较低浓度的苯对MFC产电性能没有明显的抑制作用。以1500mg/L的葡萄糖和800mg/L的苯共基质时，最高输出电压可达720mV，最高功率密度为288mW／m2，产电周期为38h。较高浓度的苯对MFC产电性能有一定的抑制作用，表现形式为最高电压降低，输出电压曲线下降阶段拖尾现象明显。共基质状态下，葡萄糖的浓度影响电压最高值平台期维持的时间长短。另外，阳极液中的葡萄糖和苯都得到了有效降解，COD的降解率在85％以上，苯的浓度经气相色谱检测随时间不断减少直至无法检出。 4.利用石墨填料循环式MFC可以以苯为唯一基质产生电流。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2微生物燃料电池概述

1.3微生物燃料电池的应用前景和发展方向

1.4难降解有机物的处理技术研究现状

1.5本文的研究内容及创新点

第二章实验材料与实验方法

2.1实验流程

2.2电池的构建

2.3实验材料

2.4电池性能的测试方法

2.5分析方法

第三章两种结构微生物燃料电池以葡萄糖为基质的产电性能及比较

3.1引言

3.2试剂与仪器

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章苯对石墨填料循环式MFC产电性能的影响

4.1引言

4.2试剂与仪器

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第五章总结与建议

5.1本文结论

5.2尚存在问题及建议

参考文献

致谢