微生物燃料電池在多孔介質中處理重金屬鉻廢水的研究.pdf

1、本文介紹了微生物燃料電池(MFC)的基本原理和最新研究進展。構建了多孔介質陰極的雙室微生物燃料電池來處理重金屬鉻廢水,考察了開閉路體系、陽極基質COD濃度、陰極液Cr(VI)濃度和pH、負載電阻、環(huán)境溫度對MFC降解Cr(VI)效果和產電性能的影響。并在此基礎上探求多孔介質型微生物燃料電池同步處理重金屬鉻廢水和苯酚廢水的能力,考察了開閉路體系、陽極基質種類、陽極苯酚濃度對MFC降解Cr(VI)、苯酚效果和產電性能的影響。本文旨在探究多孔

2、介質型MFC處理Cr(VI)廢水的機理和最佳運行條件,并探求其應用于地下水環(huán)境中Cr(VI)廢水原位生物修復的可行性。本文主要結論如下:
　　1.多孔介質型雙室微生物燃料電池處理六價鉻廢水時,電池在閉路情況下,Cr(VI)的降解率較開路情況下提升了20.7％,Cr(VI)的平均還原速率較開路情況下提升了0.12mg·L-1·h-1,COD去除率略高于開路雙室MFC體系。說明電化學體系對Cr(VI)和COD的降解有促進作用,證明本實

3、驗利用多孔介質型MFC來處理六價鉻廢水是可行的。
　　2.本實驗構建的多孔介質型雙室MFC能在陰極處理Cr(VI)廢水,并同步獲得輸出電壓。通過一系列實驗,得到本實驗構建的雙室MFC的最佳運行條件為:陽極初始COD濃度為1000mg/L,陰極進水pH=2,負載外電阻為1000Ω,環(huán)境溫度為25℃。
　　3.通過處理模擬Cr(VI)地下廢水,得出本實驗構建的雙室MFC能在地下水環(huán)境溫度下穩(wěn)定運行,對較高濃度的酸性Cr(VI)廢

4、水的處理效果和產電性能均高于同等條件下的堿性Cr(VI)廢水。所以在實際應用中,本實驗構建的雙室MFC更適合處理較高濃度的酸性Cr(VI)地下廢水。
　　4.多孔介質型雙室微生物燃料電池同步處理六價鉻和苯酚廢水時,電池在閉路情況下,Cr(VI)的降解率和苯酚的去除率較開路情況下均有大幅提升,分別增加了20.3%和29.4%。說明電化學體系對六價鉻和苯酚的降解有促進作用,證明本實驗利用MFC來同步處理Cr(VI)和苯酚廢水是可行的。

5、
　　5.以419mg/L苯酚作為碳源的雙室MFC能獲得連續(xù)輸出電壓,在168h內獲得的最大電壓為205mV,證明以苯酚為碳源的雙室MFC在處理廢水的同時能獲得輸出電壓,但獲得的輸出電壓大大低于同等條件下以乙酸鈉為碳源的MFC,說明以單一易降解的物質為碳源時MFC的產電性能更為優(yōu)越,所以在提升以苯酚為碳源的雙室MFC的產電性能方面需要進一步的研究。
　　本文研究結果表明:利用多孔介質型微生物燃料電池來處理含鉻廢水和苯酚廢水是