生物阴极型微生物燃料电池产电及污水净化影响因素研究

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1、学校代号11799学号2007600082分类号X7密级硕士学位论文论文题目：生物阴极型微生物燃料电池产电及污水净化影响因素研究论文作者：张玲指导教师姓名、职称：郑煦旭教授学科专业：环境工程研究方向：水污染控制理论与技术学位授予单位：2010年4月20日答辩日期：2010年6月11日2010年6月11日学校代号：11799学号：2007600082密级：重庆工商大学硕士学位论文生物阴极型微生物燃料电池产电及污水净化影响因素研究学位申请人姓名：张玲导师姓名及职称：郑煦旭教授培养单位：环境与生物工程学院专业名称：环境工程论文提交日期：2010年4月20日论文答辩日期：201

2、0年6月11日答辩委员会主席：学位论文原创性声明与版权使用授权书重庆工商大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。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。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆工商大学可以将本

3、学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书。2．不保密□。(请在以上相应方框内打”√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I摘要生物阴极型微生物燃料电池（microbialfuelcell，MFC）利用阴极微生物作为催化剂，在降低微生物燃料电池成本的同时提高运行稳定性，受到广泛关注。但生物阴极型MFC的产电性能较低，限制了它在实际中的应用。为了进一步提高生物阴极型-MFC的产电性能，本文分别构建了以NO3和O2为电子受体的双筒型生物阴极型MFC，并在运

4、行稳定时考察不同的运行条件对MFC产电的影响，在好氧型微生物燃料电池阴极中实现同时硝化和产电，探讨了硝化与产电对氧气的竞争。主要得到以下结论：--（1）以NO3为电子受体的内置生物阴极型MFC，NO3-N去除速率为8~10mg/d，3MFC最大功率密度为0.095W/m；采用外置阴极结构时，MFC最大功率密度为0.543W/m，阴极内阻降为3.2Ω；当外电阻阻值（10Ω）接近总内阻（6～8Ω）时是微生物生长的最佳条件，此时反硝化速率快，亚硝酸盐氮积累少；外电阻的改变对MFC的产电效果没有太大的影响。（2）以O2为电子受体的内置生物阴极型MFC，COD去3除率为80%，最

5、大功率密度为3.32W/m；互换阴阳极后，COD去除率为84.6%，最3大功率密度为4.48W/m；以O2为电子受体MFC连续运行的最佳条件为：外阻10欧、进水流量为120mL/h、循环流量16L/h、溶解氧5mg/L。（3）O2-MFC中引入硝化菌后，3最大功率密度下降了1.9W/m，最大电流下降了71mA，说明硝化菌的对氧气的竞争能力强于产电菌；通过在MFC的阴极接种硝化菌，能够在MFC好氧阴极中同时实现产电和硝化，不仅提高了曝气效率，而且有利于装置的集成化，节省了占地面积。关键词：微生物燃料电池；生物阴极；电子受体；产电性能；同步脱氮除IIAbstractBioc

6、athodes,whichusemicroorganismstoassistcathodicreactionsinmicrobialfuelcells(MFCs),coulddecreasethecostandincreasetheoperationalsustainability.However,thelimitationoflowerperformanceonpowergenerationcallsformoreworkbeforethewideuseofthebiocathode.Therefore,theobjectiveofthispresentstudyis

7、toenhancethe-performanceofthebiocathode,theMFCwithbiocathodewereconstructedusingNO3andO2astheelectronacceptor,andtheeffectfactorsofpowerproductionwerestudied,atthesametime,wesimultaneouslyrealizeeffectiveelectricitygenerationandnitrificationinthecathodeoftwo-chambermicrob