微生物燃料电池共代谢降解氰化物及产电性能研究

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1、密级：紐加密论文编号：博士学1952位论文论文题目：微生物燃料电池共代谢降解氰化物及产电性能研究学号：作者：王维大专业名称：矿物加工工程年月日北京科技大学学位论文使用授权书本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》以下简称“章程”），愿意将本人的学位论文提交“中国学术期刊（光盘版）电子杂志社”在《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国博士学位论文全文数据库》、《中国优秀硕士学位论文全文数据库》可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版，并同意编入《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网上传

2、播，同意按“章程”规定享受相关权益。作者签名导师签名：年月曰■年月曰学号学院学位类别博士学位年度注：请将该授权书与学位论文一并送交学院教务场老师。微生物燃料电池共代谢降解氰化物及产电性能研究研究生姓名：王维大指导教师姓名：冯雅丽北京科技大学土木与环境工程学院北京，中国：：分类号：密级：么巧：单位代码：北京科技大学博士学位论文论文题目：微生物燃料电池共代谢降解氰化物及产电性能研究作者：工駄指导教师：冯雅丽教授单位：北京科技大学指导小组成员：单位：单位：论文提交日期：年月日学位授予单位：北京科技大学北京科技大学博士学位论文致谢本论文是在冯雅丽教授的悉心指导下完成的，感谢冯雅丽教授在

3、我就读博士期间给予的指导。同时，也要感谢在中国科学院过程工程研究所的李浩然老师和杜竹玮老师。感谢李浩然老师为我提供的实验平台和科研环境，让我有足够的空间来施展自己的能力；同时也感谢杜竹玮老师在我科研的过程中，耐心地为我讲解每一个难题，为我小论文的投稿提出的宝贵意见。感谢北京科技大学土环学院的倪文教授、孙春宝教授、孙体昌教授、林海教授、杨慧芬教授在我论文开题、中期、毕业答辩过程中给予的指导，你们的宝贵意见就是我科研道路上最宝贵的财富。感谢新加坡国立大学的唐新华博士以及中科院过程所的赖斌和王鹏同学在微生物燃料电池的研究方面给予指导，让我能迅速的上手，顺利的完成相关实验。同时，还要感

4、谢实验室的刘欣伟、马玉文、杨志超、王鹏、蔡震雷、王纪学、王李娟、毕耜超、袁飞、李洪珊、易爱飞、滕青、张士元、郭成林、张旭等同学在我科研和生活上提供的帮助和支持。感谢大洋矿产资源计划（及国家自然科学基金项目；对我的研究提供资金支持。最后，感谢参与评审的各位专家和教授。北京科技大学博士学位论文摘要废水中低浓度氰化物的物化处理存在成本高，出水不达标，易造成二次污染等问题，微生物共代谢降解低浓度氰化物是目前研究的主要方向。微生物燃料电池（是一种新兴的废水处理同步能源回收技术，具有清洁高效，可实现能源回收以及污泥少等优点。本研究利用微生物燃料电池来对废水中的氰化物进行共代谢降解并产电，针

5、对氰化物的毒性抑制生物降解和产电，从产电菌的驯化富集以及阳极材料的优化两个方面来提高的降氰产电性能，并研究了运行参数对降氰产电性能的影响。采用梯度驯化和稀释分离法获得了具有降氰功能的产电菌液，该菌液可降解浓度为的氰化物，电阻为时，的最高输出电压为，库伦效率为，氰化物的去除率可达。对该菌液中的菌进行了筛选分离，筛选出了株具有降氣产电功能的菌株，这些菌株与富集的产电菌液相比，二者的降氰性能相当，但单菌株的产电效果较差。为了能够达到更好的产电效果和降氰效果，将电子介体固定在电极上，制备了一种复合电极。复合电极作为的阳极，的启动时间（缩短功率密度（提高近倍。复合电极能够强化电子的传递效

6、率，增强废水中氰化物的降解速率和电极表面的生物多样性。阳极电极表面的微生物多样性要远高于阳极悬浮液，氰化物驯化后阳极生物多样性减少，而复合阳极可提高阳极生物膜的群落多样性，其中变形菌纲占据着阳极生物膜的主要生态位。阳极液为醋酸钠浓度为氰化物的浓度为，外阻为时，的功率密度可达氰化物的去除率在内可达以上。微生物燃料电池中氰化物的降解遵循表观一级反应动力学。建立了抑制动力学模型，得到氰化物的最大比降解速率（为“，饱和系数（为抑制系数（为。上述结果表明利用微生物燃料电池共代谢降解低浓度的氰化物同时产电可行的经处理后的氰化物达到了污水一级排放标准，为将来微生物燃料电池技术用于实际含氰废水

7、的处理提供了理论基础。关键词：微生物燃料电池，氰化物，产电菌，复合阳极，共代谢降解北京科技人学博十孕位论文，，微生物燃料屯池共代谢降解氰化物及产屯性能研究—，，：北京科技大学博士学位论文目录弓文献综述含氰废水的概述氰化物及含氰废水的来源含氰废水处理方法微生物法处理含氰废水的研究现状微生物法处理含氰废水存在问题及前景展望微生物燃料电池基本原理微生物燃料电池的电化学损失阳极产电微生物电子传递机理及群落结构产电微生物胞外电子传递机理阳极产电微生物群落结构阳极材料修饰化学法改性电极金属及其氧化物修饰