混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池产电性能和污泥减量化的研究的任务书.docx

混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池产电性能和污泥减量化的研究的任务书
任务书
一、课题背景
随着城市化进程的发展，城市生活污水处理成为一个重要的环境问题。传统的生物处理方法会产生大量的污泥，给污水处理厂的管理和运行带来了很大的难度，同时也会给环境造成一定的负担。因此，研究一种更加经济、高效、环保的污水处理方法，减少污泥产生，变废为宝，成为了当前环保领域研究的热点和重要任务。
微生物燃料电池是一种新型的污水处理技术，通过微生物氧化有机废物产生电能，可以同时实现污水的处理和能源的回收。在微生物燃料电池中，微生物是关键因素之一，影响燃料电池的产电性能。为了提高微生物燃料电池的产电性能，需要采取一定的措施来增强微生物的附着、活性和代谢能力。混合酶是一种提高微生物活性和代谢的有效手段，可以增强微生物附着和接触底物的能力，进而提高微生物燃料电池的产电性能。因此，本研究旨在通过混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池产电性能和污泥减量化，为污水处理和资源回收提供一种新的技术途径。
二、研究内容
1.对剩余污泥进行微生物燃料电池实验，测定微生物燃料电池的产电性能和污泥减量化效果。
2.选用不同种类的混合酶，通过单因素实验确定混合酶的最佳添加浓度和添加时间。
3.研究混合酶对微生物燃料电池的产电性能和污泥减量化效果的影响。
4.通过扫描电子显微镜和荧光显微镜观察微生物附着情况，研究混合酶对微生物附着能力的影响。
5.通过测定微生物代谢产物、基于PCR-DGGE技术和荧光原位杂交技术分析微生物群落结构和多样性，研究混合酶对微生物代谢能力和群落结构的影响。
三、研究方法
1.微生物燃料电池实验：利用剩余污泥为基质，在微生物燃料电池中测定生物电位、产电流、能量密度等指标，同时记录污泥体积变化和COD去除率。
2.混合酶添加实验：选用不同种类的混合酶，以不同的添加浓度和添加时间进行单因素实验。
3.微生物附着能力观察：利用扫描电子显微镜和荧光显微镜观察微生物附着情况，评估混合酶对微生物附着能力的影响。
4.微生物群落结构分析：通过测定微生物代谢产物、基于PCR-DGGE技术和荧光原位杂交技术分析微生物群落结构和多样性，研究混合酶对微生物代谢能力和群落结构的影响。
四、预期成果
1.建立混合酶强化剩余污泥微生物燃料电池的产电性能和污泥减量化模型。
2.研究混合酶添加对微生物燃料电池的产电性能和污泥减量化效果的影响。
3.研究混合酶添加对微生物附着能力和群落结构的影响。
4.发表1-2篇SCI或EI论文。
五、研究计划和工作安排
第一年
1-6月：综述撰写、实验方法的学习和确立、微生物燃料电池的产电性能与污泥减量化的基础实验进行、微生物群落分析方法的学习。
7-12月：进行混合酶添加实验，测定微生物燃料电池的产电性能和污泥减量化效果，通过PCR-DGGE和FISH分析微生物群落的结构和多样性。
第二年
1-6月：进行微生物附着能力的观察实验，利用扫描电子显微镜和荧光显微镜观察微生物附着情况。
7-12月：进行微生物燃料电池的性能优化实验，结合微生物附着情况和微生物群落分析结果，确定混合酶的最佳添加浓度和添加时间。
第三年
1-6月：对实验结果进行分析和归纳整理，撰写论文。
7-12月：论文修改、文章投稿和查重。
六、经费预算
本项目预计经费10万元，主要用于实验材料和化学药品的购买、设备维护及修理费等。
七、研究团队
本研究采用“校企联合”的方式进行，选派一名主要负责人参与研究，并有一支专业的技术团队进行配合，用以保证研究方案的完整性和实验的细节规范性。
八、研究意义
本研究对于加强微生物燃料电池的产电效率，实现污水处理和能源回收的同时，降低污泥产生，减轻环境污染，具有重要的理论和实际意义，有望为污水处理和资源回收提供一种新的技术途径。