论文部分内容阅读
近年来,由于工业发展迅速导致水体污染情况越来越严重,其中对难降解有机污染物的去除更成为水污染治理的重中之重。由于难降解有机污染物浓度高,可生化性差等原因,难于被常规水处理方法去除。越来越多的研究发现采用电化学氧化降解的方法不仅可以高效去除难降解有机污染物,而且具有无污染、操作简单、占地小等优点,具有很大的应用前景。但是,电化学法存在能耗大的缺点,限制其发展。所以,本文考虑采用电化学法与另一种新型技术一微生物燃料电池结合使用,利用二者的优点互补,即电化学氧化法提高废水的可生化性,并补充进入微生物燃料电池,而后微生物燃料电池产生的电能为电化学降解池提供电能,这样充分实现了资源及能源的互补,为难降解有机废水的高效处理及能源化提供新思路。
本文以苯酚作为难降解有机污染物的代表,研究了各参数对电化学降解过程的影响,并优化降解条件,为进入微生物燃料电池的水质可生化性提供了保证。通过分析比较电化学和微生物燃料电池的各项技术指标,为两者系统运行提供理论依据。
论文取得的主要结果如下:
(1)以苯酚为代表性污染物,研究了电极材料、工作电压、极间距、电解质浓度等参数对电化学降解苯酚效果的影响,从而得出以钛基钌铱锡电极为阳极、不锈钢为阴极、工作电压为7V、极间距为2mm、电解质为10g/LNa2SO4的条件时,降解效果比较好,经过降解后的苯酚溶液可生化性显著提高,有利于进入微生物燃料电池进行后续实验。
(2)以单室MFCs为研究对象,研究了MFCs降解有机物的能力及库仑效率、电流密度、功率密度、产电效率等指标,并研究了MFCs对苯酚降解产物的利用情况,这些指标显示MFCs的产电较低,电压仅达0.4V左右,但是通过MFC的串/并联可为电解池提供电能。
(3)综合两部分实验,以电化学降解的结果和MFCs性能的数据为依据,分析电化学氧化降解-MFCs耦合系统处理难降解污染物的可行性,并对存在的问题提出解决方案和发展方向。