低溫環(huán)境下微生物燃料電池處理地下水中硝酸鹽污染的研究.pdf

1、現(xiàn)在地下水硝酸鹽污染十分普遍，已經(jīng)嚴重危害到了人類的正常生活。本文利用微生物燃料電池方法原位處理地下水硝酸鹽污染，在研究的過程中，發(fā)現(xiàn)在低溫環(huán)境下，微生物燃料電池的性能下降顯著，為此選擇投加甜菜堿的方法來改善低溫環(huán)境下微生物燃料電池效率降低的現(xiàn)象，具體結(jié)論如下：
　　(1)在低溫環(huán)境下，微生物燃料電池的效率下降明顯，在這種情況下投加甜菜堿，可以緩解低溫對微生物活性的抑制，達到提高反應(yīng)器的產(chǎn)電能力和降解硝酸鹽的能力的目的，為在低溫下

2、MFC處理地下水硝酸鹽污染效能不好的問題上提供了一個可行的解決方法;
　　(2)當(dāng)在封閉的雙室MFC內(nèi)進行實驗研究時，反應(yīng)器處在5-10℃低溫環(huán)境下，進水COD為1000 mg/L，NO3-濃度為100 mg/L時，甜菜堿的最佳投加量為0.7 mmol/L，此時COD的降解率和NO3-的降解率分別為54.5％和96.5％，與未投加甜菜堿的相比，COD的降解效率提高了18.1％，對NO3-的降解率提高了41.2％;
　　(3)

3、在雙室反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，放大微生物燃料電池反應(yīng)器，構(gòu)建單室大體積MFC，模擬地下水環(huán)境，研究MFC對硝酸鹽的降解情況;
　　(4)在研究結(jié)果中得到了該微生物燃料電池運行的最佳參數(shù)為COD濃度為1000mg/L，硝酸鹽濃度為100 mg/L。在此條件下的微生物燃料電池去污產(chǎn)電能力為:最終的溢流槽出水口COD濃度僅為157.5 mg/L，COD降解效率達到了84.3％，COD去除效果良好;出水口的NO3-濃度為5.3 mg/L，出水口的

4、NO2-和NH4+濃度分別為0.69 mg/L和2.96 mg/L，硝酸鹽的去除效果很好，亞硝酸鹽和氨氮也沒有產(chǎn)生一定的積累，整個系統(tǒng)脫氮效果良好;反應(yīng)器在周期運行內(nèi)產(chǎn)電性能良好，最大功率密度為43.74mW/m2，相應(yīng)的電流密度為135.47 mA/m2，說明該反應(yīng)器在脫氮和產(chǎn)電性能上都取得了較好的效果;
　　(5)針對低溫環(huán)境下微生物燃料電池性能不好的情況，選擇投加甜菜堿來改善這一現(xiàn)象。結(jié)果表明:進水中投加了0.1 mmol/

5、L甜菜堿時，COD去除率為75.13％，NO3-去除率為86.53％，MFC出水NO2-濃度為1.27 mg/L，NH4+濃度為3.88 mg/L;進水中投加了1.0 mmol/L甜菜堿時，COD去除率為72.38％，NO3-去除率為82.05％，MFC出水NO2-濃度為0.88 mg/L，NH4+濃度為4.78 mg/L，可見在投加了一定濃度的甜菜堿之后，MFC的各項去除污染物的能力均得到了一定程度的提升。在此基礎(chǔ)上判斷甜菜堿的最佳投