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摘要微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell，MFC）是一种利用产电微生物将有机物中的化学能直接转化成电能的装置。硝基酚（NP）是一种难降解有机物，在MFC的阴极可以作为电子受体。利用MFC来处理含PNP的废水，可以实现产电以及PNP还原降解的双重效果。30616
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本论文通过监测反应器运行参数，并利用理化指标的测定方法，来研究环境因子对微生物燃料电池中硝基酚降解的影响。为研究生物阴极MFC以及化学阴极MFC在还原PNP效能上的差异，搭建了生物阴极型MFC和化学阴极型MFC反应器，并进行了对比实验：利用KCl溶液同时改变并控制阴阳极的总溶解固体（TDS），并借助电化学、高效液相色谱、紫外光谱、扫描电镜、基因高通量测序等手段，比较分析生物阴极和化学阴极对PNP的还原效能、两种系统的产电性能以及电化学特性，并研究了生物阴极附着在表面的菌种及生物阴极与化学阴极的表面形态比较。
结果表明，与化学阴极MFC相比，生物阴极MFC有更高的PNP降解速度以及降解效率。较高的TDS使得两者前期的反应速率均有所增加，然而降低了中后期的反应速率，从整个周期来看，降解效率变化不明显。生物阴极表面生物膜中的降解及产电菌群，对于反应起到催化作用，所以有更高效的系统效率。
关键词 微生物燃料电池 生物阴极 硝基酚 总悬浮固体
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title The influence of environmental factors on nitro-phenol reduction in bio-cathode microbial fuel cell
Abstract
Microbial Fuel cells (MFC) is a kind of device that using electro-microorganism which converts the chemical energy to electric energy．The PNP(p-Nitrophenol) is a kind of refractory organic matter，which can be used for the electron acceptor of MFC cathode electron acceptor．Treating waste water containing PNP with MFC could realize electricity production at the same time of PNP degradation．
Performance of PNP reduction was compared in biological cathode MFC and chemical cathode MFC．KCl was used to control the total dissolved solids (TDS) of both cathode and anode．Electrochemical, high performance liquid chromatography (HPLC) and ion chromatography methods were used to analyze the reduction efficiency and electricity generation..
The results showed that compared with chemical cathode MFC, PNP degradation had higher reduction efficiency and rate. Higher TDS increased the reaction rates for PNP at the early stage, but decreased it at the latter stage, therefore PNP reduction rate in the whole cycle was not increased obviously.
Keywords : MFC Biological cathode Nitro phenol TDS
目 次
1 引言 1
1.1 微生物燃料电池概述 1
1.1.1 微生物燃料电池工作原理及结构 1
1.1.2 环境因子 2
1.2 微生物燃料电池阴极概述 2
1.2.1 微生物燃料电池阴极类型 2
1.2.2 生物阴极 3
1.2.3 生物阴极与非生物阴极的比较 3
1.3 硝基酚概述 4
1.3.1 硝基酚的物化性质 4
1.3.2 含有PNP废水的来源及危害 4
1.3.3 硝基酚的去除方法 5
1.4 研究内容与意义 5
2 实验材料与方法 7
2.1 实验装置与材料 7
2.1.1 反应器 7