微生物燃料电池的废水脱硫与产电研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

本次毕业论文研究的是微生物燃料电池的废水脱硫与产电，利用微生物燃料电池处理含硫氮废水，在阳极实现废水脱硫，阴极实现硝化作用，并以电能的形式回收污水中蕴藏的能量。主要目的是研究不同浓度梯度下的硫化物对mfc产电性能的影响。

微生物燃料电池是利用微生物作为催化剂，氧化分解物质的同时输出电能的一种新装置，它可以将生物质中化学能直接转化为电能。1910年，英国科学家potter首次证实了微生物燃料电池（mfc）的概念，potter将铂电极插入含有大肠埃希菌或酵母菌的培养基中，发现铂电极上的ecoli和saccharomyces可以产电，揭开了研究mfc的序幕。但当时mfc的产电效率过低，并未引起关注。随着环境污染和能源危机的到来，mfc逐渐成为研究的热点。logan等对电池构型和影响mfc性能的因素进行了总结；pham等于2006年对mfc与传统厌氧发酵技术的优缺点进行了比较；pant等2010年详细列出了作为mfc燃料的物质；li等在2011年对各种分隔材料进行了汇总；patil在2012年对目前mfc中细菌与电极之间的电子传递方式进行了总结。

特别的，mfc作为一种新型处理装置，在处理含硫废水方面有很大的应用前景。它能够实现同步产电、脱氮除硫和单质硫资源回收三重目的，不仅具有一定的能源效益、资源效益与环境效益，也为今后富含nh4 和so42-的工业废水资源化处理提供了新的思路。近年来，一些学者对利用微生物燃料电池处理含硫废水也做了相关研究。zhao等2009年提出mfc处理含硫废水时硫化物的浓度可以影响阳极电势。ieropoulos等于同年提出产生的电流与硫化物的浓度成正比，即产电与产硫化物的微生物有关。附着在电极表面的微生物（如硫氧化菌）和溶液中的悬浮微生物（如硫酸盐还原菌）都能影响电极性能。此外微生物之间的协同作用会产生更多的电流。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的内容

本试验的基本内容是先完成微生物燃料电池的启动；然后研究四个不同硫负荷情况下，微生物燃料电池的硫化物去除、硝化和对微生物燃料电池（mfc）产电性能的影响；测定阳极上的硫单质，分析硫化物在阳极去除后的转化途径。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

第一周：查阅微生物燃料电池相关文献资料，了解mfc运行特点；

第二周：确定实验方案，完成开题报告；

第三~四周：微生物燃料电池试运行；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]高媛,刘宇峰.微生物燃料电池处理含硫废水研究进展[j].黑龙江科学.2013,4(5):48-50.

[2]丁平,邵海波,刘光洲,等.应用需盐脱硫弧菌的微生物燃料电池发电研究[j].电化学,2007,13(2):119-121.

[3]jianggm,kellerj.sulfurtransformationinrisingmainsewersreceivingnitratedosage[j].waterresearch,2009,43(17):4430-6574