微生物燃料电池的PCP共代谢降解动力学

论文摘要

五氯酚（pentachlorophenol,简称PCP）是一种广泛存在于工农业生产中的难降解有机污染物。具有致畸、致癌、致突变的“三致”效应。处理五氯酚的常用方法有物理法、化学法、生物法。生物法具有成本低、无二次污染等优点。共代谢法是传统生物法中降解PCP的重要途径之一。微生物燃料电池（microbial fuel cell, MFC）是一种以微生物为催化剂,将有机物中的化学能转化成电能的新型生物处理技术。与传统生物法相比,其具有清洁、高效、污泥量小等特点。因此,本研究首次运用MFC进行PCP共代谢降解。考察共代谢底物类型及浓度、pH、温度对MFC产电及PCP共代谢降解速率的影响。本文采用的实验装置为空气阴极单室MFCs。PCP共代谢底物分别为乙酸钠和葡萄糖。当五氯酚浓度为5 mg/L时,最佳乙酸钠和葡萄糖浓度均为1.5 g/L；五氯酚浓度为10 mg/L,乙酸钠和葡萄糖作底物的最大功率密度输出和PCP降解速率间正相关,关系分别为y=0.0203x-0.0645（R2=0.9919）和y=0.017x-0.0452（R2=0.9989）；改变反应pH值,乙酸钠和葡萄糖作底物时分别在pH 9.0和pH 8.0时电能输出最高,但PCP降解速率均是在pH 5.0时最快,分别为0.21 mg/L-h和0.17 mg/L-h;温度对系统电能输出及PCP降解速率影响显著：35℃时乙酸钠底物的功率密度最高（17.5 W/m3）、PCP降解速率最快（0.21 mg/L-h）。

论文目录

摘要

Abstract

引言

绪论

1 微生物燃料电池（MFCs）研究背景

1.1 MFCs研究进展

1.1.1 MFCs处理易降解废水研究进展

1.1.2 MFCs处理难降解废水研究进展

1.1.3 MFCs的主要影响因素

1.2 五氯酚（PCP）降解的研究概况

1.2.1 环境中PCP来源及危害

1.2.2 PCP生物降解概述

1.2.3 PCP生物降解速率

2 实验材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 菌种

2.1.2 试剂与仪器

2.1.3 培养基与反应液

2.2 实验装置

2.3 反应器启动及运行

2.4 电池性能评价

2.4.1 电压和电流

2.4.2 功率密度

2.4.3 库仑效率

2.4.4 极化曲线

2.4.5 电池内阻

2.5 分析方法

2.5.1 COD

2.5.2 PCP

2.5.3 循环伏安

3 共代谢底物影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 不同共代谢底物产电性能

3.3.2 酸钠、葡萄糖下PCP降解

3.3.3 电能输出与PCP降解关系

3.4 小结

4 pH影响

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.3 结果与讨论

4.3.1 pH对产电性能影响

4.3.2 pH对COD去除率影响

4.3.3 pH对CE影响

4.3.4 pH对微生物电催化活性影响

4.3.5 pH对PCP降解影响

4.4 小结

5 温度影响

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.3 结果与讨论

5.3.1 电能输出

5.3.2 PCP降解速率

5.4 小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢

微生物燃料电池的PCP共代谢降解动力学

论文摘要

论文目录

相关论文文献