木质素磺酸盐型煤的制备及其性能

型煤是洁净煤技术的一个重要组成部分,其中廉价、低灰分型煤粘结剂是型煤生产的关键技术。以造纸工业产生的固体废弃物木质素磺酸盐为原料,通过化学方法处理制备粘合剂并应用于型煤的压制,探索木质素磺酸盐资源化利用新途径。对木质素磺酸盐的形貌和元素组成进行了分析,优化了粘合剂原料的比例,考察了胶煤比、高径比、压制压力和压制时间对型煤的影响规律,最后对型煤的抗磨、抗淋和抗浸泡及燃烧性能进行了评价。结果表明:原料木质素磺酸盐为粒状团聚态,通过碱作用制备粘合剂时m(水)∶m(木质素磺酸盐)∶m(NaOH)适宜质量比为39∶10∶1;型煤适宜工艺参数为胶煤质量比为9∶50、型煤高径比保持1∶1、压制压力20 MPa和压制时间10 min,此时型煤落下强度可达95%以上,同时其抗磨强度可达90%。从灰分形态及CO2排放证实型煤燃烧转化效率明显提高,且烟气中NOx和CO污染物排放浓度明显降低,达到了节能环保的目的。     

接枝共聚木质素絮凝处理电镀废水中的重金属离子

对含有低浓度重金属离子的电镀废水进行处理研究,采用木质素磺酸盐与丙烯酰胺接枝共聚合成了一种木质素接枝共聚物,应用正交实验确定最佳操作条件,并通过红外光谱对其结构进行了表征.用这种改性木质素磺酸盐处理电镀废水,当其用量为90 mg/L,pH值控制在4～7,絮凝时间为2 h,在室温的条件下,可使电镀废水中的Cu2 、Zn2 、Pb2 和Ni2 去除率分别达到93%、90%、96%和90%以上.     

厌氧污泥和Geobacter sulfurreducens接种MFC的产电性能及其修复Cd污染土壤研究

利用混合菌种(厌氧污泥)和单一菌种(Geobacter sulfurreducens)以不同接种方式搭建单室土壤微生物燃料电池(MFC)反应器,考察不同MFC的产电性能及其对Cd污染土壤的修复效果。结果表明,将混合菌种集中接种于阳极碳毡表面的MFC1运行效果最佳,其在2d即可完成启动,输出电压稳定在0.225V左右,最大功率密度为35.00MW/m2,内阻为515.5Ω。土壤修复效果与MFC产电性能相关,MFC1产电性能最佳,因此土壤修复效果最好,稳定运行30d后阴极Cd富集率最高,达19.02%     

一体式MFC-好氧MBR运行效果及膜污染特性

膜生物反应器（MBR）是一种高效的污水处理工艺，而微生物燃料电池（MFC）能利用N0i作为电子受体进行脱氮。为解决膜生物反应器（MBR）脱氮效率低和膜污染问题，建立了一套能够进行脱氮、有效抑制膜污染的一体式MFC-好氧MBR新工艺。以开路MFC—MBR反应器为对照，对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况进行研究。研究表明，2套系统的COD去除率均超过88％，对NH4-N的去除均达到99％。闭路MFC—MBR系统TN去除率达到69．4％，高于开路系统的55．3％。混合液的MLVSS／MLSS稳定在88％左右，同时耦合系统能够改善污泥混合液的性质，zeta电位的绝对值和粘度较开路系统有所减少，污泥颗粒平均体积粒径（233．482μm）较开路系统（94．877μm）有明显增加，膜清洗周期延长了41．17％。     

剩余污泥微生物燃料电池的产电性能及有机物降解与阳极生物分析

构建了以二沉池剩余污泥厌氧发酵上清液为阳极底物的微生物燃料电池(MFC),考察了电池的产电性能、污染物去除效率及阳极微生物种群特征。结果表明,厌氧发酵污泥MFC作为污泥资源化的一种新途径,具有可行性。在厌氧发酵的预处理条件下,MFC体系稳定运行期间输出电压最高可达0.65 V,最大功率密度达86.89 m W·m~(-2),库伦效率为(5.12±0.5)%;与此同时TCOD去除率为(50.6±3.5)%。污泥在厌氧发酵阶段产生大量挥发性脂肪酸(VFAs),它们作为产电微生物易于摄取的阳极底物,能够促进污泥中有机质的去除,进而提高污泥MFC的产电效果。由阳极微生物群落结构可推断:产电和非产电细菌具有协同作用,共同维持MFC的稳定运行。     

温度、pH对微生物燃料电池产电的影响研究

采用SPSS分析软件,考察了双室微生物燃料电池(MFC)、单室MFC运行过程中,温度、pH与产电性能的相关关系。结果表明,碳纸双室MFC的日均电压与温度、阳极pH均未呈现显著相关关系,而与阴极pH呈极显著相关关系,产电的决定性因素为阴极反应;石墨毡/碳纸双室MFC日均电压与温度未呈现显著相关关系,而与阳极pH、阴极pH均呈极显著相关关系,产电的决定性因素为pH;单室MFC的产电性能受温度的影响较大,而pH对其影响不显著,对于单室MFC的运行调控应主要从温度入手。     

木质素盐在原油污染土壤清洗中的应用

木质素磺酸盐价格低廉,容易获得,若将其作为洗油剂中的牺牲剂,可较大幅度地降低洗油成本.以华北油田原油、华北平原典型表层土壤为模拟原料,配制了石油污染土壤,探讨木质素磺酸铵和木质素磺酸钠的洗油性能,以及木质素磺酸盐与壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通和平平加的复配效果.实验以碳酸钠和硅酸钠为助剂,经反复实验筛选,确定了4组最佳洗油剂配方:(Ⅰ)6(曲拉通):6(平平加):8(木素钠):40(硅酸钠):40(碳酸钠);(Ⅱ)6(曲拉通):6(壬酚聚醚):8(木素钠):35(硅酸钠):45(碳酸钠);(Ⅲ)9(曲拉通):3(壬酚聚醚):8(木素钠):50(硅酸钠):30(碳酸钠);(Ⅳ)6(曲拉通):6(壬酚聚醚):3(木素铵):5(木素钠):35(硅酸钠):45(碳酸钠).以此配方为基础,利用正交实验设计对搅拌温度、时间、固液比和加药浓度等工艺条件进行了优化.结果表明:当搅拌温度75℃、搅拌时间50 min、固液比1:15、加药总浓度为0.3g/L时,洗油率可达92.25%.清洗后污油无明显乳化现象,且浮于液面,只须简单刮油即可回收.     

木质素盐在原油污染土壤清洗中的应用

木质素磺酸盐价格低廉,容易获得,若将其作为洗油剂中的牺牲剂,可较大幅度地降低洗油成本.以华北油田原油、华北平原典型表层土壤为模拟原料,配制了石油污染土壤,探讨木质素磺酸铵和木质素磺酸钠的洗油性能,以及木质素磺酸盐与壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通和平平加的复配效果.实验以碳酸钠和硅酸钠为助剂,经反复实验筛选,确定了4组最佳洗油剂配方：（Ⅰ）6（曲拉通）：6（平平加）：8（木素钠）：40（硅酸钠）：40（碳酸钠）;（Ⅱ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：8（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）;（Ⅲ）9（曲拉通）：3（壬酚聚醚）：8（木素钠）：50（硅酸钠）：30（碳酸钠）;（Ⅳ）6（曲拉通）：6（壬酚聚醚）：3（木素铵）：5（木素钠）：35（硅酸钠）：45（碳酸钠）.以此配方为基础,利用正交实验设计对搅拌温度、时间、固液比和加药浓度等工艺条件进行了优化.结果表明：当搅拌温度75℃、搅拌时间50 min、固液比1：15、加药总浓度为0.3g/L时,洗油率可达92.25%.清洗后污油无明显乳化现象,且浮于液面,只须简单刮油即可回收.     

生物质活性炭纤维笼电极微生物燃料电池产电性能

首次构建了以生物质活性炭纤维笼电极为空气阴极的微生物燃料电池(biomass activated carbon fiber cageshaped air-cathode microbial fuel cell,BACFC-ACMFC),并以厌氧污泥接种,以葡萄糖作为碳源,研究了该MFC在连续运行条件下的产电性能、电池内阻情况和最优运行条件。结果表明:在一个运行周期内,该MFC最佳运行条件为:体积浸没比为50%、p H=8、污泥投加量为1.8 g·L-1。当外接电阻为1 000Ω时,该MFC最大输出电压为257.89 m V,最大输出功率密度为4 082.99 m W·m-3,电池内阻为419.88Ω,与目前其他阴极材料的微生物燃料电池相比,该新型生物质活性炭纤维笼空气阴极微生物燃料电池功率密度较高,内阻较低。SEM分析可知,阴极具有较大的比表面积和孔隙率,有利于与氧气的充分接触。在浸入溶液中的半面阴极上发现大量微生物附着,这可能和氧气还原有关。     

微生物燃料电池处理含铜废水的研究

构建了以乙酸钠为阳极基质、Cu~(2+)为阴极电子受体的双室微生物燃料电池(MFC),考察了该MFC处理含铜废水的效果及Cu~(2+)浓度对MFC产电性能的影响。通过改变阴极液中CuSO_4的质量浓度(20~130mg/L),测试了MFC运行过程中的输出电压、输出功率密度、内阻、Cu去除率等指标。结果表明:Cu~(2+)可作为MFC的阴极电子受体;在外电路电阻为1 000Ω的条件下,Cu~(2+)质量浓度为130mg/L的MFC性能最佳,其稳定输出电压为0.33V、最大输出功率密度为114.42mW/m~2,内阻为231.62Ω,最高Cu去除率为84.59%;通过X射线衍射测试发现,阴极还原产物为Cu_2O。