| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第17-42页 |
| 1.1 课题来源 | 第17页 |
| 1.2 研究背景及意义 | 第17-19页 |
| 1.2.1 实现废水中能源回收的重要性 | 第17-18页 |
| 1.2.2 现有废水能源化技术的局限 | 第18-19页 |
| 1.3 微生物电化学系统的研究现状 | 第19-34页 |
| 1.3.1 微生物电化学系统的工作原理 | 第19-20页 |
| 1.3.2 微生物电化学系统的产能机制 | 第20-24页 |
| 1.3.3 微生物电化学系统构型的发展概况 | 第24-29页 |
| 1.3.4 微生物电化学系统在废水处理领域的研究现状 | 第29-34页 |
| 1.4 微生物电化学系统处理实际废水所面临的问题 | 第34-39页 |
| 1.4.1 仅适合处理中低浓度且成分相对简单的废水 | 第34-35页 |
| 1.4.2 复杂有机物下微生物群落协同作用关系尚待揭示 | 第35-37页 |
| 1.4.3 微生物电化学脱氮系统运行能耗高 | 第37-39页 |
| 1.5 研究内容与技术路线 | 第39-42页 |
| 1.5.1 研究内容 | 第39-40页 |
| 1.5.2 技术路线 | 第40-42页 |
| 第2章 实验材料与方法 | 第42-56页 |
| 2.1 实验装置 | 第42-45页 |
| 2.1.1 连续搅拌微生物电化学系统（CSMES） | 第42页 |
| 2.1.2 复氧式生物阴极微生物电化学系统（ABMES） | 第42-44页 |
| 2.1.3 CSMES-ABMES串联系统 | 第44-45页 |
| 2.2 实验用水水质 | 第45-48页 |
| 2.2.1 人工合成配水水质 | 第45-46页 |
| 2.2.2 啤酒废水的来源与水质 | 第46-47页 |
| 2.2.3 污泥消化液的来源与水质 | 第47页 |
| 2.2.4 养猪废水的来源与水质 | 第47-48页 |
| 2.3 水质监测分析方法 | 第48-49页 |
| 2.3.1 常规水质分析 | 第48页 |
| 2.3.2 气体和挥发性有机酸的测量与分析 | 第48-49页 |
| 2.4 系统产电性能评价及计算 | 第49-50页 |
| 2.4.1 输出电压与电流 | 第49页 |
| 2.4.2 极化曲线与功率密度曲线 | 第49-50页 |
| 2.4.3 库伦效率 | 第50页 |
| 2.5 电化学性能测试方法 | 第50-53页 |
| 2.5.1 电化学交流阻抗分析 | 第50-51页 |
| 2.5.2 线性扫描伏安与循环伏安 | 第51页 |
| 2.5.3 暂态电容特性 | 第51-52页 |
| 2.5.4 累积存储电量与净存储电量 | 第52页 |
| 2.5.5 空气捕获率 | 第52-53页 |
| 2.6 微生物群落结构分析方法 | 第53-56页 |
| 2.6.1 微生物群落表面形态观察 | 第53页 |
| 2.6.2 电极表面生物量测定 | 第53-54页 |
| 2.6.3 高通量 16S rRNA基因焦磷酸测序 | 第54-56页 |
| 第3章 连续搅拌微生物电化学系统（CSMES）的构建与效能研究 | 第56-87页 |
| 3.1 引言 | 第56页 |
| 3.2 CSMES的构建与产电特性 | 第56-70页 |
| 3.2.1 CSMES的构型设计 | 第56-58页 |
| 3.2.2 CSMES的接种与启动 | 第58-59页 |
| 3.2.3 CSMES电极组合方式的优化 | 第59-60页 |
| 3.2.4 有机负荷对CSMES产电性能的影响 | 第60-63页 |
| 3.2.5 氨氮浓度对CSMES运行效能的影响 | 第63-70页 |
| 3.3 CSMES与CSTR运行效能的比较 | 第70-76页 |
| 3.3.1 COD去除率 | 第70-72页 |
| 3.3.2 液相末端发酵产物 | 第72-73页 |
| 3.3.3 气体产量 | 第73-74页 |
| 3.3.4 能量回收率 | 第74-76页 |
| 3.4 微生物群落结构及功能分析 | 第76-85页 |
| 3.4.1 细菌群落结构分析 | 第76-81页 |
| 3.4.2 古生菌群落结构分析 | 第81-82页 |
| 3.4.3 CSMES与CSTR效能差异分析 | 第82-85页 |
| 3.5 本章小结 | 第85-87页 |
| 第4章 CSMES梯级降解有机物产电及微生物种群协同作用机制 | 第87-110页 |
| 4.1 引言 | 第87页 |
| 4.2 CSMES处理啤酒废水的效能 | 第87-93页 |
| 4.2.1 产电性能 | 第87-91页 |
| 4.2.2 有机物及悬浮固体去除效果 | 第91-93页 |
| 4.3 有机物梯级降解过程及机制探讨 | 第93-106页 |
| 4.3.1 蛋白质及糖类的降解过程 | 第93-96页 |
| 4.3.2 微生物群落结构分析 | 第96-103页 |
| 4.3.3 蛋白质及糖类的梯级降解机制 | 第103-106页 |
| 4.4 CSMES在实际废水处理应用中的优势分析 | 第106-109页 |
| 4.5 本章小结 | 第109-110页 |
| 第5章 复氧式生物阴极微生物电化学系统（ABMES）产电及脱氮效能研究 | 第110-142页 |
| 5.1 引言 | 第110页 |
| 5.2 ABMES的构建与生物阴极材料的制备 | 第110-114页 |
| 5.2.1 ABMES的构型设计 | 第110-112页 |
| 5.2.2 疏水型生物阴极材料的制备及形貌特征 | 第112-114页 |
| 5.3 疏水型生物阴极的性能及其影响因素 | 第114-125页 |
| 5.3.1 疏水型生物阴极的产电性能 | 第114-116页 |
| 5.3.2 疏水型生物阴极的暂态电容特性 | 第116-120页 |
| 5.3.3 疏水型生物阴极的电化学活性 | 第120-122页 |
| 5.3.4 疏水型生物阴极性能的影响因素 | 第122-125页 |
| 5.4 ABMES碳氮同步去除特性研究 | 第125-135页 |
| 5.4.1 外阻对ABMES性能的影响 | 第125-130页 |
| 5.4.2 COD/N对ABMES性能的影响 | 第130-132页 |
| 5.4.3 阴极室进水-排水频率对ABMES性能的影响 | 第132-134页 |
| 5.4.4 氨氮降解动力学分析 | 第134-135页 |
| 5.5 ABMES脱氮机制的探讨 | 第135-140页 |
| 5.5.1 对污泥消化液的处理效果 | 第135-138页 |
| 5.5.2 电流在硝酸盐还原中的作用 | 第138-139页 |
| 5.5.3 ABMES能耗分析与效能评价 | 第139-140页 |
| 5.6 本章小结 | 第140-142页 |
| 第6章 CSMES与ABMES串联系统同步脱氮除碳及产能效能研究 | 第142-163页 |
| 6.1 引言 | 第142页 |
| 6.2 混凝沉淀对养猪废水的预处理效果 | 第142-144页 |
| 6.3 串联系统处理养猪废水效能 | 第144-159页 |
| 6.3.1 CSMES及ABMES的驯化 | 第144-149页 |
| 6.3.2 串联系统碳氮去除效能 | 第149-153页 |
| 6.3.3 串联系统碳氮去除特性 | 第153-154页 |
| 6.3.4 物料平衡分析 | 第154-157页 |
| 6.3.5 串联系统能耗分析 | 第157-159页 |
| 6.4 CSMES-ABMES处理养猪废水运行效能评价 | 第159-162页 |
| 6.4.1 与微生物电化学系统比较 | 第159页 |
| 6.4.2 与传统污水处理工艺比较 | 第159-162页 |
| 6.5 本章小结 | 第162-163页 |
| 结论 | 第163-165页 |
| 参考文献 | 第165-182页 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 | 第182-184页 |
| 致谢 | 第184-185页 |
| 个人简历 | 第185页 |
