微生物燃料电池处理焦化废水的研究

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1、０单位代码ｓ１０１１分类号：Ｘ１７２５１学号；Ｓ１４０４０＿御—＿＿＿ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＯｆＣｈｉｎａ硕士学位论文微生物燃料电池处理焦化废水的研究■硕士研究生卢新陈指导教师候彬逢親＾业环境工程ｌ：原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任

2、由本人承担。论文作者签名日期＾知搶、关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管：①、使用学位论文的规定，其中包括学校有权保管；②学校可以、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件采用影印ｖ缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅ｉ④学校可以学术交流为目的，复制饍送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名日期丨？７°｝：＾－导师签名：日期］…—图书分类号X172密级非密注UDC____________

3、__________________________________________________硕士学位论文微生物燃料电池处理焦化废水的研究指导教师（姓名、职称）侯彬（讲师）申请学位级别工学硕士专业名称环境工程论文提交日期___2017年__4月5日论文答辩日期__2017年_5月_24日学位授予日期____2017___年__7___月__1___日论文评阅_____王海芳_____周鑫_____________答辩委员会主席_______刘辉_______________2017年6月1日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类中北大

4、学学位论文微生物燃料电池处理焦化废水的研究摘要在焦炉煤气初冷和焦化生产过程中，会产生大量的焦化废水。焦化废水的排放不仅会影响环境美观，而且它自身及其转化产物还会对水体产生生物毒性，有致癌作用，威胁人体健康。目前处理焦化废水主要有物理法、化学法和生物法。物理和化学方法处理成本高，反应条件苛刻，且可能产生二次污染。相比之下，廉价、高效和环境友好的生物法更为人们所接受。在生物处理的过程中厌氧微生物的厌氧处理去除了焦化废水中的大部分有机物。微生物燃料电池（MFC）是一种新型的同步废水处理与产电的技术，其厌氧阳极为微生物处理焦化废水提供了可能，有望成为

5、一种全新概念的处理焦化废水与产电的技术。本研究以焦化废水处理厂的原水为阳极底物，利用微生物燃料电池实现在有机物降解的同时同步产电。成功驯化了双室生物阴极型微生物燃料电池，证明了微生物燃料电池可以利用焦化废水作为阳极底物进行产电；通过COD的去除率、库伦效率的大小、以及电化学性能（输出电压、电流密度、功率密度）三个方面对比了两种不同驯化方式的优劣；观察了阳极生物膜的外部形貌；进一步考察了外部因素（温度、阴极pH、搅拌、外阻）对微生物燃料电池的性能影响，优化提高焦化废水的去除率和产电功率。得到如下结论：以焦化废水为底物的好养生物阴极型微生物燃料电

6、池可以利用焦化废水产电，电池的功率密度为42.9mV/m2，COD的去除率为83%。焦化废水直接驯化和以乙酸钠、焦化废水间接驯化的对比结果中直接驯化下的MFC的最大输出功率45.1mW/m2高于间接驯化的42.9mW/m2；两种MFC的表观内阻差别不大分别为直接驯化下814Ω、间接驯化下811Ω；对COD的去除直接驯化的MFC可以达到91%，间接驯化也达到了83%略低于直接驯化，表明直接驯化的MFC优于间接驯化的。通过改变不同的工况条件（温度、阴极pH、搅拌、外阻）电池的产电性能和COD的去除率都有明显的变化，在外接电阻1000Ω时、阳极搅拌

7、、温度30℃、阴极pH为6的情况下，MFC的输出功率和COD的中北大学学位论文去除率都达到最大。对MFC的经济效益分析，得出MFC在处理焦化废水方面比传统的处理方法更加经济。本研究为微生物燃料电池处理焦化废水提供了可靠地理论分析和实验支持，有助于实现该技术在处理焦化废水方面的应用价值。关键词：微生物燃料电池，驯化方式，焦化废水，降解，产电中北大学学位论文TheStudyontreatmentofcokingwastewaterbyMicrobialFuelCellAbstractIntheprocessofcokeovengasprimary

8、coolingandcokingproduction,alargeamountofcokingwastewaterwillbeproduced.Theremoval