剩余污泥为燃料的微生物燃料电池产电特性及污泥减量化研究的任务书.docx

剩余污泥为燃料的微生物燃料电池产电特性及污泥减量化研究的任务书
任务书：
1.研究背景及意义
污水处理厂处理污水后会产生大量的污泥，污泥的处理和处置成为了环保领域的一个难题。目前，处理污泥的方法主要有焚烧、填埋和肥料利用。但这些方法都存在一些问题，如焚烧会产生二氧化碳等有害气体，填埋会占地且有异味产生，肥料利用效果不稳定。
微生物燃料电池（MicrobialFuelCell，MFC）作为新型的生物能源技术，在处理污水和污泥方面表现出了巨大的潜力。MFC可以利用污泥中的有机物作为燃料进行发电，达到污泥减量化的目的。此外，MFC还可以同时进行污水处理和电能产生，具有节能减排的效果。
因此，本研究旨在探索剩余污泥为燃料的MFC的产电特性及污泥减量化的研究，为推广和应用MFC技术提供科学依据。
2.研究内容
（1）制备MFC实验装置：
建立剩余污泥为燃料的MFC实验装置，包括生物反应器、阴、阳极等组成部分的制作，保证装置的稳定运行。
（2）分析污泥成分：
对污泥进行物化分析，包括污泥中有机质含量、总氮、总磷含量等指标的测量。
（3）评估产电性能：
通过对MFC实验装置的电流、电压、功率等参数的监测和分析，评估其产电性能。
（4）探究影响产电性能的因素：
对MFC实验装置的不同参数进行调整和改变，如电极材料、电极间距、污泥浓度等，探究其对产电性能的影响和作用机理。
（5）研究污泥减量化效果：
通过监测生物反应器中污泥的减量情况，探究剩余污泥为燃料的MFC技术对污泥减量化的效果。
3.研究计划及进度安排
研究工作预计持续12个月，具体进度安排如下：
第1-2个月：文献综述和实验设计；
第3-4个月：制备MFC实验装置，进行条件适应性试验；
第5-6个月：进行电流、电压、功率等参数的监测和分析；
第7-8个月：调整和改变不同参数，探究其对产电性能的影响和作用机理；
第9-10个月：监测生物反应器中污泥的减量情况；
第11-12个月：撰写论文并进行答辩。
4.研究预期成果
（1）剩余污泥为燃料的MFC实验装置制备与稳定运行方法；
（2）探究各因素对产电性能的影响和机理；
（3）剩余污泥为燃料的MFC技术的污泥减量化效果研究；
（4）相关技术文献的综述及论文撰写。
5.研究经费预算
（1）实验器材和材料费用：20000元；
（2）文献检索和资料购买费用：5000元；
（3）差旅费用：8000元；
（4）其他费用：2000元。
总计：35000元。
6.参考文献
[1]ZhouS,YangC,ChenG.Microbialfuelcellsinenvironmentalremediationandpowergeneration.Search2015;2:1-16.
[2]ZhaoF,ZhangY,QuanX.Electricitygenerationfrompetroleumrefinerywastewaterusingsinglechambermicrobialfuelcell.WaterRes2010;44:4037-4043.
[3]LiuY,ZhangR,SunD,LiY.Influenceofelectrodematerialsontheperformanceofmicrobialfuelcells.JHazardMater2010;184:815-818.
[4]LakaniemiAM,Merino-JimenezI,HeadIM,PuhakkaJA.Enhancedconversionoflignocellulosichydrolysatestoelectricityusingamicrobialfuelcellandstatisticaloptimizationoftheculturemedium.BioresourTechnol2018;252:137-145.