微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的研究的开题报告

微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的研究的开题报告一、研究背景和意义随着工业化和城市化的发展，含铬废水越来越多地出现在工业废水中。铬是一种有毒有害的金属，对人体和环境都有很大的危害，因此急需有效的处理方法。传统的处理方法包括生物法、化学还原法和物理吸附法等，但存在着处理周期长，成本高等缺点。微生物燃料电池技术经多年发展，逐渐成为一种新型的处理含铬废水的方法。生物阴极是微生物燃料电池中的核心部件，具有低成本、低能耗、高效率、长寿命等优点，可将有机物质转化为电能，并减少对电网的依赖。进一步结合生物阴极技术的发展，将微生物燃料电池应用于处理含铬废水中，具有成本低、处理周期短、效率高等优点，对环境保护和工业生产具有很大的意义。二、国内外研究现状国内外已有许多学者对微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水进行了较多的研究。国外学者KunGuo等对生物阴极的阴极反应进行了研究，结果表明，在自然界中，微生物产生的电流可以抵消防腐涂层的电池腐蚀，为防腐蚀提供了一种新方法。国内学者Zhong-yingChen等利用富集的铬还原菌构建了生物阴极，用于处理含铬废水，结果表明，生物阴极可以有效地降低铬的浓度。从已有的研究成果来看，微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的方法是可行的，并具有广阔的应用前景。三、研究目的和内容本研究旨在探讨微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的可行性和优越性，研究内容包括：1、构建适合处理含铬废水的生物阴极；2、探究生物阴极对含铬废水的处理效果；3、优化处理参数，提高生物阴极的处理效率；4、分析微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的优越性。四、研究方法和步骤1、生物阴极构建及铬还原菌富集：选择合适的材料作为阴极基体，人工富集铬还原菌。2、生物阴极处理含铬废水实验：控制好各项实验参数，生物阴极对含铬废水进行处理并收集电流和电压数据。3、实验结果分析：对实验结果进行数据分析，总结生物阴极处理含铬废水的效果和特点。4、实验结果优化：根据实验结果，优化处理参数和生物阴极构建方式，提高生物阴极的处理效率。五、预期成果通过本研究，预期达到以下成果：1、构建高效的微生物燃料电池生物阴极，实现对含铬废水的有效处理；2、探究了生物阴极对含铬废水的处理效果和处理参数的影响因素；3、优化了处理参数和生物阴极构建方式，提高生物阴极的处理效率；4、总结了微生物燃料电池生物阴极处理含铬废水的优越性和应用前景。六、参考文献[1]KunGuo,DanLi,ShaoanCheng,etal.MicrobialFuelCellsasBioelectrochemicalDevices:Fundament,DesignsandApplications[M].Singapore:SpringerSingapore,2018.[2]Zhong-yingChen,Wei-yunLin,Yan-yanChang,etal.BioelectrochemicallyEnhancedRemovalofChromium(VI)fromContaminatedWatersUsingaMicrobialFuelCellSystem[J].BioresourceTechnology,2017,243:817-824.[3]LinaWang,Ying-YingLiang,MengGao,etal.MicrobialFuelCellasaSustainableTechnologyforHandlingIndustrialWastew