微生物燃料電池在多孔介質(zhì)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(jìn)展。構(gòu)建了多孔介質(zhì)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(zhì)COD濃度、陰極液Cr(VI)濃度和pH、負(fù)載電阻、環(huán)境溫度對MFC降解Cr(VI)效果和產(chǎn)電性能的影響。并在此基礎(chǔ)上探求多孔介質(zhì)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(zhì)種類、陽極苯酚濃度對MFC降解Cr(VI)、苯酚效果和產(chǎn)電性能的影響。本文旨在探究多孔

2、介質(zhì)型MFC處理Cr(VI)廢水的機(jī)理和最佳運(yùn)行條件,并探求其應(yīng)用于地下水環(huán)境中Cr(VI)廢水原位生物修復(fù)的可行性。本文主要結(jié)論如下:
　　1.多孔介質(zhì)型雙室微生物燃料電池處理六價(jià)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(xué)體系對Cr(VI)和COD的降解有促進(jìn)作用,證明本實(shí)

3、驗(yàn)利用多孔介質(zhì)型MFC來處理六價(jià)鉻廢水是可行的。
　　2.本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的多孔介質(zhì)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(shí)驗(yàn),得到本實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的雙室MFC的最佳運(yùn)行條件為:陽極初始COD濃度為1000mg/L,陰極進(jìn)水pH=2,負(fù)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(shí)驗(yàn)構(gòu)建的雙室MFC能在地下水環(huán)境溫度下穩(wěn)定運(yùn)行,對較高濃度的酸性Cr(VI)廢

4、水的處理效果和產(chǎn)電性能均高于同等條件下的堿性Cr(VI)廢水。所以在實(shí)際應(yīng)用中,本實(shí)驗(yàn)構(gòu)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(zhì)型雙室微生物燃料電池同步處理六價(jià)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(xué)體系對六價(jià)鉻和苯酚的降解有促進(jìn)作用,證明本實(shí)驗(yàn)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(nèi)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(zhì)為碳源時MFC的產(chǎn)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(chǎn)電性能方面需要進(jìn)一步的研究。
　　本文研究結(jié)果表明:利用多孔介質(zhì)型微生物燃料電池來處理含鉻廢水和苯酚廢水是