生物膜电极对难降解有机物降解特性的研究任务书.docx

生物膜电极对难降解有机物降解特性的研究任务书
一、研究背景
难降解有机物是指该类有机物在自然环境中难以被降解或分解，常常会导致生态系统的破坏、人健康危害以及水质的恶化。越来越多的难降解有机物通过工业、农业和生活污水的排放进入自然水体中，严重影响了水资源的质量和利用。一些传统的处理方式，如氧化、降解、生物处理等方法，在处理这些有机物时存在许多问题，例如冗长的生物处理周期及不稳定性、氧化工艺过程耗能等。因此，需要寻求更加有效快捷的处理方法。
生物膜电极（biofilmelectrode）技术是近年来出现的一种较为新颖的水处理技术，其可以通过使用电极上的微生物生长出生物膜，在电极与水中的有机物之间形成微观电化学反应，从而实现有机物的处理和分解。其中，微生物生长的生物膜作为电子传递的平台，将电极与自然环境相互连接。实验发现，生物膜电极可以降解多种有机物，例如苯、氯苯、环己烯等难降解或者有毒有害的有机物，具有很高的处理效率和经济性。
二、研究目的
本文旨在通过研究生物膜电极对难降解有机物的降解特性，探索该技术在水处理中的应用前景。具体研究目标为：
1.研究生物膜电极对难降解有机物的降解机理；
2.研究生物膜电极处理难降解有机物的工艺参数，如反应时间、温度、PH等；
3.研究生物膜电极在降解难降解有机物中的影响因素，如生物膜的产生、电极表面的改进等；
4.实验评价生物膜电极处理难降解有机物的处理效率。
三、研究内容
1.生物膜电极对难降解有机物的降解机理
生物膜电极处理难降解有机物的机理主要包括微生物的“吸附/膜分离”作用、电极表面的催化作用以及微生物菌群的代谢作用。研究生物膜电极对难降解有机物的处理机理，需要从分子水平理解电极表面微生物的行为和代谢过程，探讨生物膜电极促进有机物的降解的物理和化学机理。
2.生物膜电极处理难降解有机物的工艺参数
生物膜电极处理难降解有机物的工艺参数，主要包括反应时间、温度、PH等。在实验中针对不同的处理参数，设计一系列实验，探究难降解有机物的处理效率随反应时间、温度、PH等工艺参数的变化规律，从而实现最佳化处理过程参数。
3.生物膜电极在降解难降解有机物中的影响因素
生物膜电极对难降解有机物的处理效率与生物膜的产生、电极表面的改进等因素有关。因此，需要分别从生物膜和电极的角度分析影响因素并制定对应的实验，以研究生物膜电极在处理难降解有机物方面的影响因素。
4.生物膜电极处理难降解有机物的处理效率评价
本研究最终的实验目的为评价生物膜电极处理难降解有机物的处理效率。通过不同难降解有机物的处理，考察生物膜电极对不同难降解有机物的处理效果，并将实验结果与传统处理方法进行比较分析。
四、研究方法
采用文献阅读、实验研究等多种方法，研究生物膜电极对难降解有机物的降解特性。
具体的实验方法包括：
1.设计实验方案，调节反应条件（反应时间、温度、PH等）；
2.操作生物膜电极实验系统，测定处理前后难降解有机物的浓度，评价生物膜电极的处理效果；
3.采样电极表面菌群，分析它们的代谢过程及活性酶，研究生物膜电极的降解机理；
4.考察不同生物膜电极材料对难降解有机物的降解效果；
5.将实验结果与传统处理方案进行比较，评估生物膜电极技术的优越性。
五、研究预期成果
本研究旨在对生物膜电极技术在处理难降解有机物方面进行深入研究，预期结果如下：
1.深入了解生物膜电极与难降解有机物的微观反应机理；
2.确定最佳反应条件和最佳生物膜电极设计方案；
3.探究影响生物膜电极对难降解有机物的处理效率的因素；
4.评估生物膜电极技术在处理难降解有机物方面的优越性及其实现的经济效益。