油田采出水在mfc中产电性能与废水处理的应用

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1、万方数据UniversityCode：10225RegisterCode：S14755DissertationfortheDegreeofMasterResearchofproducingelectricitycharacteristicsofMicrobialfuelcellandtheapplicationofwastewatertreatment0lo

2、llieldwastewater‘●’‘o⋯Candidate：Supervisor：AssociateSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Dateof

3、OralExamination：University：GuoDongpuAssociateProf．LinYongboMasterofScienceEnvironmentalScienceJune，2014NortheastForestry万方数据摘要微生物燃料电池(MFC)是一种利用生物质及微生物进行电能生产的薪型装置。将MFC用于废水处理，利用微生物作为催化剂将有机废水中的化学能转化为电能，在废水得以处理的同时又将能源回收利用，这对实现可持续发展起着重要的作用。油田采出水中含有大量难降解的石油类、聚合物、表面活性剂等有机物质，本研究是首次采用水驱采出水、聚驱采出

4、水和三元复合驱采出水三种主要油田采出水分别作为MFC阳极底物，研究其产电性能及主要污染物去除效果。缓冲溶剂(PBS)、温度和阴极类型是影响MFC性能的重要因素，有必要对其进行深入的研究。本实验以双室微生物燃料电池为研究对象，阴、阳极为碳纤维，用钛丝连接阴阳极，在500Q外电阻下运行。阳极污泥来源于污水处理厂，启动时添加0．1g／t,的葡萄糖为底物，运行稳定后以油田采出水作为唯一碳源。为了研究PBS对三种油田采出水分别作为阳极底物的MFC的影响，本研究在20oC，阴极为K3Fe(CN)6溶液前提下，运行添加PBS与原水分别作为阳极底物的6组MFC。水驱原水、添加PBS

5、水驱采出水、聚驱原水、添加PBS聚驱采出水、三元原水与添加PBS三元驱采出水获得的最大输出电压分别为426mV、458mV、586mV、63lmV、625mV与723mV，最低阳极电势分别为．152mV、．182mV、。309mV、．352mV、．348mV与一446mV。一个运行周期内随着反应进行，六组微生物燃料电池的阴极电势变化不大，维持在267--276mV。水驱采出水、聚驱采出水与三元复合驱采出水三种原水的pH分别降低1．28、1．73、1．77。结果表明PBS对MFC输出电压影响主要来自阳极电势的贡献：不添加PBS可以在反应过程中有效降低采出水的pH。在其

6、他条件保持不变的前提下，选择三元采出水原水作为阳极底物。35。c、30oC、20oC和15oC最大的电压输出分别为808mV、744mV、625mV与339mV，最大的输出功率分别达到3．715mW、1．989mW、0．804mW与0．232mW，内阻分别为71Q、128Q、320Q与735Q库伦效率分别为31．23％、29．79％、25．48％与19．55％，COD去除率则分别为34．46％、33．03％、32．01％与10．1l％。结果表明温度对输出电压、输出功率与库伦效率等都有明显的影响。在35℃以三元采出水原水为阴、阳极底物的条件下，运行生物阴极。溶解氧梯度

7、实验表明，生物阴极MFC阴极液最佳溶解氧浓度(DO)介于3～4mg／L之间，在此浓度下，MFC的库仑效率和输出功率最高。在相同条件下，阴极溶液氧浓度为3mg／L的生物阴极MFC与铁氰化钾阴极MFC最大电压分别为925mV、808mV，输出功率分别为5．74mw、3．715mW，库伦效率分别为23．23％、20．23％，COD去除率分别为34．46％、34．07％。结果表明，生物阴极对MFC的输出电压、输出功率与库伦效率均有明显影响。普通好氧生物处理与生物阴极的采出水主要污染物去除效果接近，但生物阴极有效控制了采出液好氧生物处NpH升高问题。万方数据摘要三种采出水中三

8、元采出水MFC产电性能与水质净化效果最好，更适合应用于MFC。三元采出水中主要污染物去除效果：石油类物质<聚合物<表面活性剂。关键词微生物燃料电池：油田采出水；输出电压；输出功率；生物阴极万方数据AbstraetAbstractMFCsaredeviceswhichusebacteriaasthebiocatalysttooxidizeorganicmatterandgenerateelectricity．MFCcantreatwastewaterandgenermeelectricitysimultaneously．Thisisveryimportantfor