微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究的任务书.docx

微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究的任务书
任务书
任务名称：微生物燃料电池去除有机氯的应用基础研究
任务背景：
环境污染是世界范围内的一个共同面临的严峻问题。有机氯类化合物作为一种广泛存在于工业生产和日常生活中的污染物，对环境和人类健康造成了严重的危害。传统的有机氯废水处理技术包括化学氧化、还原、氯化、氧化还原等办法，但因其成本高、操作复杂等问题，且常常产生次生污染，难以满足环境保护和可持续发展的需求。因此，寻找更加环保、高效、经济的新型废水处理技术具有重要的意义。
微生物燃料电池（MicrobialFuelCell，MFC）是近年来快速发展的一项新技术。MFC技术通过利用微生物催化过程产生的电子转移，可以实现同时废水处理和能源回收。近年来，MFC技术在废水处理中取得了显著的进展，可以去除多种有机物质。而对于有机氯类化合物，目前尚欠缺研究。因此，本项任务旨在探索MFC技术去除有机氯的可行性和性能，为针对性废水处理提供一种新思路和技术手段。
任务目标：
本项任务的主要目标是探索MFC技术去除有机氯的可行性和性能，并基于此开展有机氯废水的处理研究。具体包括以下内容：
1.研究在MFC技术中添加有机氯对MFC电化学性能的影响。
2.探讨有机氯类化合物在MFC处理过程中的降解动力学，及去除效果。
3.优化MFC反应体系，并确定最佳反应条件（如反应温度、负载量等）。
4.对多种有机氯类化合物进行处理，在模拟有机氯废水中开展MFC废水处理试验，并评价其去除效果、稳定性和经济性。
任务流程：
1.文献调研和实验前准备。通过查阅相关文献，确定本项任务研究的范围和方向；制备所需要的化学试剂，搭建MFC反应体系。
2.建立有机氯类化合物的分析方法。使用气相色谱-质谱（GC-MS）对有机氯废水中的有机氯类化合物进行分析，包括检测方法的建立、优化以及质谱图的解析等。
3.研究MFC电化学性能。通过测定MFC反应器的平均输出电压、电流密度和功率密度等指标，研究有机氯类化合物对MFC电化学性能的影响。
4.探讨有机氯类化合物在MFC处理过程中的降解动力学，及去除效果。利用GC-MS分析法，研究有机氯类化合物降解过程中其代谢产物的变化情况。通过实验数据分析，探索有机氯类化合物在MFC处理中的降解动力学规律，并评价其去除效果。
5.优化反应体系，并确定最佳反应条件。通过调整反应条件，探索影响MFC反应效果的因素，优化反应体系，确定最佳反应条件。
6.推广应用。对多种有机氯类化合物进行处理，在模拟有机氯废水中开展MFC废水处理试验，并评价其去除效果、稳定性和经济性。为本技术的应用推广提供科学依据。同时，探索MFC应用拓展、工程化应用的前景及存在的问题，提出可行性建议。
任务成果：
1.本项任务将提供有关有机氯类化合物在MFC技术中处理效果的科学数据与分析方法；
2.探索MFC废水处理技术的可行性与实用性；
3.推进MFC技术的应用拓展，为大型工程应用提供可行性和参考。
4.为今后探索环境友好的高效废水处理技术提供数据基础和技术支持。
参考文献：
1.Zhang,Y.,Angelidaki,I.,&Zhang,S.(2015).Electricitygenerationandmicrobialcommunityresponsetosubstratechangesinmicrobialfuelcell.Bioelectrochemistry,106,111-118.
2.Liu,H.,Ramnarayanan,R.,&Logan,B.E.(2004).Productionofelectricityduringwastewatertreatmentusingasinglechambermicrobialfuelcell.Environmentalscience&technology,38(7),2281-2285.
3.Nyström,M.,&Yuan,Z.(2017).Removaloforganicmicropollutantsfromwastewaterusingabiomass-basedadsorbentcombinedwithamicrobialfuelcell.Bioelectrochemistry,113,94-102.
4.Liu,G.,Zhou,Y.,&Zhou,S.(2019).Treatmentofpersistentorganicpollutantsinwaterbymicrobialfuelcells:Areview.JournalofCleanerProduction,222,289-303.
5.Chen,G.,Feng,C.,Chen,J.,Li,Y.,&Zhuang,L.(2020).Removingorganicpollu