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微生物电化学中试系统构型设计、能耗分析及处理效能评价
CONFIGURATION DESIGN, ENERGY ANALYSIS AND TREATMENT EFFICIENCY EVALUATION OF PILOT-SCALE MICROBIAL ELECTROCHEMICAL SYSTEM
摘 要
Abstract
目 录
Contents
第1章 绪 论
1.1研究背景及研究的目的和意义
1.1.1 污水处理现状
1.1.2 污水处理的资源化和能源化
1.2 微生物电化学系统简介
1.2.1 微生物电化学系统的工作原理
1.2.2 微生物电化学系统的发展历史
1.3 微生物电化学系统产电机制
1.3.1 阳极电化学活性微生物
1.3.2 阴极电化学活性微生物
1.4 微生物电化学系统已有构型
1.4.1 双室H型反应器
1.4.2 双室MES
1.4.3 单室空气阴极MES
1.4.4 管状MES
1.4.5 板式MES
1.4.6 沉积物MES
1.5 微生物电化学系统用于污水处理的概况
1.5.1 污水种类
1.5.2 用于废水处理耦合系统开发
1.5.3 微生物电化学系统在水处理过程中亟待解决的问题
1.6 研究内容与技术路线
1.6.1 课题来源
1.6.2 研究内容
1.6.3 技术路线
第2章 实验材料与方法
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验药品和材料
2.2 电极的制备和预处理
2.2.1 碳纤维刷阳极
2.2.2 碳纤维刷阴极
2.2.3 空气阴极
2.3 实验装置的构建
2.3.1 单模块空气阴极MES反应器
2.3.2 多模块堆栈MES 反应器
2.3.3 生物阴极MES反应器
2.3.4 中试电极分置式生物阴极MES反应器
2.4 实验用水水质
2.4.1 人工合成配水水质
2.4.2 啤酒废水的来源与水质
2.4.3 生活污水水质
2.5 水质监测分析方法
2.5.1 常规水质分析
2.5.2 溶解氧测定
2.6 电池性能评价及计算
2.6.1 电压与电流
2.6.2 极化曲线与功率密度曲线
2.6.3 库伦效率
2.6.4循环伏安扫描
2.7 其它观察分析方法
2.7.1 微生物群落表面形态观察
2.7.2 微滤膜表面污染状况观察
2.7.3 阳极絮体粒径分析
2.8 高通量16S rRNA 基因焦磷酸测序
第3章 单模块MES的构建与运行
3.1 引言
3.2 反应器的构型设计和运行性能
3.2.1 反应器构型设计
3.2.2 反应器运行性能
3.3 不同HRT对系统运行性能的影响
3.3.1 不同HRT下MES的污染物去除性能
3.3.2 不同HRT下MES的产电性能
3.4 基于能量自持的MES-IABF系统构建与运行
3.4.1 系统组成和运行方式
3.4.2 系统的能量平衡分析
3.4.3 系统对污染物的去除
3.4.4 系统长期运行的稳定性
3.5 影响单体放大的因素总结
3.6 本章小结
第4章 插入式多模块堆栈系统的构建与运行
4.1 引言
4.2 堆栈系统的构建和启动
4.2.1 反应器构型
4.2.2 电能管理系统的构建
4.2.3 系统启动
4.3 堆栈系统处理啤酒废水的性能
4.3.1 堆栈系统产电性能
4.3.2 污染物去除性能
4.4系统长期运行的稳定性
4.5 影响系统堆栈的因素总结
4.6 本章小结
第5章 生物阴极在MES模块中的性能研究
5.1 引言
5.2 生物阴极MES模块的构建与运行策略
5.3 生物阴极MES的运行性能
5.3.1 不同气水比对产电性能的影响
5.3.2 不同气水比对污染物去除的影响
5.3.3 膜污染控制机制探讨
5.4 生物阴极的氧气利用效率
5.5 系统的能量平衡分析
5.6 本章小结
第6章 电极分置式中试MES的构建和运行
6.1 引言
6.2 反应器的构建和运行策略
6.2.1 反应器的构建
6.2.2 反应器的运行策略
6.3 反应器的运行性能
6.3.1 反应器的产电性能
6.3.2 反应器的污水处理性能
6.4 不同因素对反应器性能的影响
6.4.1 不同气水比对反应器性能的影响
6.4.2 阴极疏水化处理对反应器性能的影响
6.4.3 倒极运行对反应器性能的影响
6.5 系统的能量平衡分析
6.6 系统的构建成本分析
6.7 本章小结
结 论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致 谢
个人简历
