升流式人工湿地耦合微生物燃料电池处理猪场沼液效果及产电性能研究

《升流式人工湿地耦合微生物燃料电池处理猪场沼液效果及产电性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：学号：407427215003南昌大学硕士研究生学位论文升流式人工湿地耦合微生物燃料电池处理猪场沼液效果及产电性能研究StudyonPerformanceofMicrobialFuelCellIncorporatingUp-flowConstructedWetlandforPigFarmsBiogasSlurryTreatmentandBioelectricityGeneration付煜培养单位（院、系）：资源环境与化工学院指导教师姓名、职称：万金保教授申请学位的学科门类：工学学科专业名称：环境科学与工程论文答辩日期：2018年5月28日答辩委员会主席：评阅人：201

2、8年5月28日摘要摘要本研究以升流式人工湿地耦合微生物燃料电池装置为研究平台，分别研究了装置启动阶段的产电性能和污染物去除效果；不同水力停留时间下系统对模拟猪场沼液的处理效果；最佳HRT条件下不同外接电阻时系统对污染物的去除效果；在最佳HRT的最佳外阻条件下系统在闭路和开路状态下的装置的沿程污水处理效果。主要结论如下：启动期装置的输出电压为550mV，系统对CODcr和氨氮的平均去除率分别为89.17%和58.07%；出水溶解氧为3.84mg/L；pH值在6~8之间波动。当HRT分别为24h、36h、48h时，根据系统各项出水污染物去除率大小，可以确定装置的最优的HRT为48h。根据极化曲

3、线与功率密度曲线可以看出，系统的开路电压为561.0mV。系统输出的最大功率密度为61.98mW/m3。极化曲线的线性拟合后可知，拟合曲线方程为y=-420.27x+0.553，拟合相关系数为0.9326，表观内阻为420.27Ω。选定外接电阻分别为450欧姆、250欧姆、150欧姆、50欧姆并按从大到小依次进行测试。根据系统对各项污染物可以确定装置的最佳外阻为150Ω。系统闭路和开路条件下出水溶解氧浓度沿反应器高度的变化规律相似，反应器下部处于厌氧状态，中部存在厌氧、缺氧和局部好氧段，上部均处于好氧状态。闭路条件下出水CODcr、氨氮、总氮去除率比开路条件下的去除率分别高1.6%、10.

4、73%、11.34%。对于反应器脱氮过程中硝态氮的积累，开闭路最终出水浓度分别为1.28mg/L和1.16mg/L；开闭路状态下装置出水均呈现中性。关键词：猪场沼液；人工湿地；微生物燃料电池；极化曲线；功率密度曲线IABSTRACTABSTRACTInthispaper，amicrobialfuelcellcoupledwithup-flowconstructedwetlandwasbuildasthereactortostudythesystem’selectricperformanceandpollutantremovalefficiencyduringstart-upperiod；t

5、hesystem’sthetreatmenteffectwhendealwithsimulatethepigfarmsbiogasslurryunderdifferenthydraulicretentiontime；thesystem’spollutantsremovalefficiencyandtheresistanceunderdifferentexternalresistanceconditionatthebestHRT；thesystem’swastewatertreatmenteffectalongthereactorheightintheopencircuitandclosed

6、circuitmodeunderdifferentexternalresistanceconditionatthebestHRT.Themainconclusionsareasfollows:Theoutputvoltageofthestart-upperiodwasstabilizingat550mV,system’sCODcrandammonianitrogenaverageremovalratewere89.17%and58.07%respectively;Thedissolvedoxygenconcentrationofeffluentis3.84mg/L;PHswingsbetw

7、een6~8.WhenHRTis36h,24h,48hrespectively,the48hcanbedeterminedasthebestHRTaccordingtothevariouspollutantsindexremovalratesizeofthesystem.Fromthepolarizationcurveandpowerdensitycurve,wecanbesurethatthetheopencircui