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(yán)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(dá)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(gè)可行的解決方法;
　　(2)當(dāng)在封閉的雙室MFC內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，反應(yīng)器處在5-10℃低溫環(huán)境下，進(jìn)水COD為1000 mg/L，NO3-濃度為100 mg/L時(shí)，甜菜堿的最佳投加量為0.7 mmol/L，此時(shí)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(yùn)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(dá)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(gè)系統(tǒng)脫氮效果良好;反應(yīng)器在周期運(yùn)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(jìn)水中投加了0.1 mmol/

5、L甜菜堿時(shí)，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(jìn)水中投加了1.0 mmol/L甜菜堿時(shí)，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(xiàng)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