脉冲变频电磁场对水中藻类的抑制及去除效能

研究了脉冲变频电磁场对水华鱼腥藻的抑制及去除效果.结果显示,磁场对循环水样表现出很好的杀藻效果,水样在磁场中累积停留时间为6min时,杀藻率可以达到94%,累积停留时间为10min时,杀藻率可以达到96%.处理后的水样,藻细胞密度在120h内没有增加,生长受到抑制,经磁场处理的循环水样"磁记忆"时间可以达到120h.对于静置于磁场中的水样,处理1h后,藻的生长开始受到抑制.不同的处理方式会产生不同的效果,对于脉冲变频磁场,水以运动的形式通过磁场更有利于杀藻.     

香豆素对中肋骨条藻生长及生理特性的影响

通过测定藻细胞数量,研究了6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻(Skeletonema costatum)生长的影响.结果表明,在实验设定浓度范围内,随着浓度的增大,6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻生长的抑制作用明显增强。当浓度分别为19.5 mg/L和80 mg/L时,2种香豆素化合物对中肋骨条藻的生长抑制率超过30%(第10天),6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素对中肋骨条藻的半抑制浓度分别为40 mg/L和100 mg/L.进一步研究发现,2种香豆素还能影响中肋骨条藻的生理特性。在香豆素半抑制浓度下,藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量低于对照组,胞外可溶性蛋白质和多糖含量明显增大,且二者比值明显高于对照组.同时,此2种香豆素还显著影响了藻细胞SOD和POD比活力以及MDA含量.6,7-二羟基香豆素和7-羟基香豆素通过影响藻细胞内某些主要生化成分的合成及其活性,从而实现对中肋骨条藻生长的抑制作用。     

电氧化杀藻过程中藻细胞活性变化的研究

由Ti/RuO2棒为阳极、不锈钢管为阴极组成电氧化管式反应装置,采用TTC-脱氢酶活性和中性红染色的活性测定方法,研究了电氧化杀藻中藻活性变化以及影响因素.结果显示,在8mA/cm2下处理30min后,以藻细胞密度计的杀藻率仅为45%,而此时TTC-脱氢酶活性下降了94%,中性红染色率为100%,藻细胞已无法再生长,已全部失活,表明活性指标比细胞密度更能准确反映杀藻处理效果.电解液种类对杀藻存在明显影响,常用电解液Na2SO4和NaNO3的杀藻效果相近,Na2SO4浓度对杀藻效果影响不大.但当电解液中含有0.1mmol/LNaCl时,杀藻效果明显提高,5min后的脱氢酶下降了87%,中性红染色率达到82%.藻样初始浓度对杀藻效果影响较大,细胞密度增大,杀藻效果急剧下降,以天然水为电解液,细胞密度达到水华时的4.4×107个/L,只需处理1min可将藻细胞全部灭活.     

关键参数对MBBR工艺生物膜活性的影响研究

对MBBR工艺处理工业园区废水的参数进行优化比较,重点测试了不同曝气量和水力停留时间下MBBR载体生物膜降解速率,测试并分析了生物膜活性的变化规律。结果表明,当曝气强度为350L/h,水力停留时间为12h,系统出水较优,COD去除率约为70.8%,NH3-N去除率约为91.7%,TN去除率约为38.3%。MBBR工艺表现出优异的氨氮去除效率,具备较高的同时硝化反硝化能力。生物膜活性影响分析表明,曝气量增大有利于生物膜耗氧活性和硝化活性提高,但其对反硝化活性有抑制作用;水力停留时间过大或过小均不利于生物膜保持高活性;综合分析表明,气水比约为50∶1,水力停留时间为12h时,系统生物膜耗氧活性和硝化反硝化活性较高。     

脉冲磁场水处理技术在杀菌、灭藻方面的研究

研究利用直流脉冲发生器与线圈绕组相连产生的脉冲磁场杀菌灭藻的水处理技术 .实验表明 ,脉冲电磁场具有明显的杀菌作用 ;增加磁场强度、处理时间和脉冲频率可以提高杀菌效果 .此外 ,通过监测处理后水样中溶解氧的变化 ,证实脉冲磁场具有灭藻功能 ,并表现出对强度和频率的选择 .当停留时间为 30min ,磁场强度 5 0 0mT ,脉冲频率 4 0kHz实验条件下 ,循环处理后水中细菌总数的存活率为 0 0 1% ,藻类基本死亡 ,电耗大约 0 2kW·h·m-3 .     

离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐对斜生栅藻的毒性效应

按照毒性试验标准方法研究了不同浓度离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([BMIM]Cl)对斜生栅藻的影响,测定了半数抑制浓度(IC50)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性以及藻细胞通透性的变化,观察了80mg/L[BMIM]Cl处理96h对藻细胞的影响.结果表明:[BMIM]Cl对斜生栅藻生长具有抑制作用,随着浓度的增大抑制率增加,叶绿素含量下降, 48h IC50、72h IC50和96h IC50分别为103.77、76.44和68.49mg/L.藻细胞对[BMIM]Cl有一定的氧化应激反应,CAT和SOD活性随[BMIM]Cl浓度升高而降低.[BMIM]Cl对藻细胞的细胞膜有一定程度的破坏作用,藻细胞通透性随浓度升高而增大,同时藻细胞的超微结构受到了[BMIM]Cl的影响,造成质壁分离,叶绿体片层断裂,线粒体嵴数量减少.     

美丽微孢藻种植水对水华鱼腥藻的化感抑制作用研究

为探讨美丽微孢藻对水华藻类的化感作用,研究了美丽微孢藻种植水对水华鱼腥藻的光密度、叶绿素a和细胞活性的影响。结果表明:浓度为25%的美丽微孢藻种植水在0~2 d时可显著抑制水华鱼腥藻生长,但在2d后无法对其产生显著抑制;浓度为50%的美丽微孢藻种植水在整个实验周期内均可显著抑制水华鱼腥藻生长;浓度为25%的美丽微孢藻种植水在短期内会使大部分藻细胞处于死亡或低活性状态,但在7 d时有31.40%的藻细胞恢复了高活性状态,其化感控藻作用有限;浓度为50%的美丽微孢藻种植水在整个实验周期内均使大部分藻细胞均处于死亡或低活性状态,具有较强的化感抑制作用。     

3种酚酸对中肋骨条藻生长的抑制作用

采用外源添加方式,通过监测藻细胞数量变化,分析了香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸对中肋骨条藻生长的抑制作用。结果表明,在32~256mg/L浓度范围内,随着浓度的增大,3种酚酸对中肋骨条藻的抑制作用明显增强。当浓度为192mg/L时,3种酚酸对中肋骨条藻的生长抑制率超过50%。香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸对中肋骨条藻的半抑制浓度分别为153mg/L、145mg/L和108.0mg/L。进一步,研究发现3种酚酸的半抑制浓度作用下,藻细胞内叶绿素、蛋白质和多糖含量明显低于对照组,胞外蛋白质和胞外多糖含量没有明显差异,但二者比值与对照组相比,有明显的增大趋势。3种酚酸显著降低了藻细胞SOD和POD比活力,尤其是显著降低了POD比活力,使其比活力降低为对照组的18%~39%。香草酸、对羟基苯甲酸和焦性没食子酸均致使藻细胞MDA含量明显升高,其数值增大为对照组的1.6、2.2和2.4倍。上述研究表明,3种酚酸通过影响某些主要生化成分的合成及其活性的影响,从而实现对中肋骨条藻生长的抑制作用。     

曝气生物滤池处理效果影响因素试验研究

曝气生物滤池具有占地面积小、处理效率高等特点而成为分散型污水处理技术的优先选择,为了进一步优化该工艺的运行控制,通过试验研究了有机负荷、水力停留时间、气水比等因素对曝气生物滤池处理效能的影响,结果表明曝气生物滤池对有机负荷、水力停留时间、气水比变化具有良好的适应能力。在温度为20℃～25℃时,COD负荷在1-4．5kg／m^3·d之间、气水比在3：1～10：1之间、水力停留时间在30min-60min之间时,COD去除效果良好,平均去除率可达85％。COD负荷、停留时间和气水比对硝化反应影响显著,增加COD负荷对反应器的硝化能力有明显的抑制作用,反应器需要充分硝化时的进水有机负荷应控制在1．5kgCOD／m^3·d以内较为合适。停留时间在30min-60min、气水比在3：1～10：1范围内变化时,NH4^＋-N去除率增加显著。     

鄱阳湖灰化苔草浸泡液对铜绿微囊藻的化感作用

在室内控温、控光条件下,研究鄱阳湖洲滩优势植物灰化苔草浸泡液对铜绿微囊藻生长的影响。试验得到,灰化苔草浸泡液对铜绿微囊藻的抑制作用较高;枯灰化苔草浸泡液对铜绿微囊藻的抑制率在81%~88%,随浸泡液植物生物量含量的增加而增加,当浸泡液植物生物量含量大于24 g/L后对铜绿微囊藻抑制率差异较小;鲜灰化苔草浸泡液对铜绿微囊藻的抑制率大于90%,浸泡液植物生物量含量超过6 g/L时,对铜绿微囊藻抑制率差异较小;灰化苔草浸泡液中化感物质使微囊藻细胞直径较对照组减小8%~12%,藻细胞发生固缩现象;微囊藻细胞超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.57~1.14 U/106cell之间占对照组的30%~60%,藻细胞内氧化活性降低,胞内过氧化氢物不能及时去除在胞内积累,单位藻细胞丙二醛(MDA)增加3~4倍,藻细胞膜脂过氧化使藻细胞生长受到抑制。实验结果得到鄱阳湖洲滩优势植物灰化苔草在夏季将对蓝藻水华产生抑制作用,这为开发和利用鄱阳湖岸滩优势植物苔草生态控藻提供基础实验数据。     

工频磁场诱导人FL细胞膜EGF的受体聚簇及噪声磁场的干预

为了研究50Hz工频磁场对人源细胞膜表皮生长因子(epidermal growth factor,EGF)的受体聚簇现象的可能诱导作用及噪声磁场的干预,将人羊膜细胞FL(human amniotic cells)分别用EGF、不同强度(0.05、0.1、0.2、0.4mT)工频磁场、噪声磁场、工频磁场和噪声磁场叠加的复合场处理15 min后,用间接免疫荧光染色法标记,并用激光共聚焦显微镜观察细胞膜表皮生长因子(EGF)的受体的聚簇现象.结果表明,0.1、0.2、0.4mT工频磁场辐照FL细胞15 min可诱导细胞膜EGF的受体发生聚簇,但0.05mT工频磁场辐照时,细胞膜不出现EGF受体的明显聚簇.0.2mT噪声磁场则不能诱导细胞膜EGF受体的聚簇;当0.2mT噪声磁场与0.1、0.2mT工频磁场叠加后,可抑制工频磁场诱导的细胞膜EGF受体聚簇,但不能完全抑制0.4mT工频磁场诱导的细胞膜EGF受体聚簇.研究结果表明,一定强度的工频磁场能诱导细胞膜EGF受体的聚簇;其作用阈值在0.05～0.1mT之间;噪声磁场对工频磁场诱导膜受体聚簇的干预作用存在剂量-效应关系.     

A fouling suppression system in submerged membrane bioreactors using dielectrophoretic forces

A novel method was developed to suppress membrane fouling in submerged membrane bioreactors. The method is based on the dielectrophoretic (DEP) motion of particles in an inhomogeneous electrical field. Using a real sample of biomass as feed, the fouling-suppression performance using DEP with different electrical field intensities (60-160 V) and different frequencies (50-1000 Hz) was investigated. The fouling-suppression performance was found to relate closely with the intensity and frequency of the electrical field. A stronger electrical field was found to better recover the filtrate flux. This is because of a stronger DEP force acting on the biomass particles close to themembrane's surface. Above an intensity and frequency value of 130 V and 1 kHz, respectively the permeate flux was reduced due to an electrothermal effect.     

基于长基线测量的水下电场特性分析研究

目的研究海洋环境电场的空间分布。方法借助长基线测量系统提供的一定空间增益,提高测量信号的强度,从而测量低频电场不同测量体在24 h内的幅度变化,以及0.1,0.2,0.5,1,10 Hz等5个不同典型频点的概率密度分布。结果水下电场的空间分布会由于电极间距的不同导致幅度有所差异,但整体的变化趋势基本一致。0.1,0.2,0.5,1 Hz频点随着频率的增加,幅度对整体的贡献越来越小,而10 Hz频点的幅度变化无明显规律。在24 h的连续观测中,DC-1 Hz极低频电场的幅度分布并不满足正态分布,而是随着时间变化具有一定的规律性。结论得到了不同频点的海洋水下环境电场的空间分布特性。     

外磁场调控的聚合硫酸铁水解过程研究

基于聚合硫酸铁的UV-vis光谱学特征,利用外加电磁场对聚合硫酸铁进行磁化调控,研究了不同磁化时间和磁场强度对PFS中铁形态分布的影响.研究表明,水解过程中铁盐逐渐与羟基结合,存在由低聚态向相对较高聚态转化的趋势.整体来看,在一定范围内增加磁化时间和磁场强度可以有效促进絮凝剂的水解,但是在多工艺参数调控中,提升磁场强度能够获得更为明显的效果.通过上述研究表明,借助UV-vis光谱学特征变化的分析,可有效判断PFS在水解过程中的水解进程及转化.在相同磁场强度下,磁化4~6min时,由低聚态向高聚态转化速率更快.而在控制磁化时间相同的情况下,增大磁场强度相应水解产物的转化速率也会提高1.9%~12.3%.该研究为设计适当的磁场强度获得更好的磁絮凝效果以及PFS絮凝工艺的调控提供更为科学有效的理论指导.     

Sterilization of Escherichia coli cells by the application of pulsed magnetic field

The inactivation of microorganisms by pulsed magnetic field was studied. It was improved that the application of electromagnetic pulses evidently causes a lethal effect on E. coil cells suspended in phosphate buffer solution Na2HPO4/NaH2 PO4 (0.334/0.867mmol/L). Experimental results indicated that the survivability( N/N0 ; where N0 and N are the number of cells survived per milliliter before and after electromagnetic pulses application, respectively) of E. coil decreased with magnetic field intensity B and treatment time t. It was also found that the medium temperatures, the frequencies of pulse f, and the initial bacterial cell concentrations have determinate influences in destruction of E. coil cells by the application of magnetic pulses. The application of an magnetic intensity B = 160 mT at pulses frequency f= 62 kHz and treatment time t = 16 h result in a considerable destruction levels of E. coil cells ( N/N0=10^-4). Possible mechanisms involved in sterilization of the magnetic field treatment were discussed. In order to shorten the treatment time, many groups of parallel inductive coil were used. The practicability test showed that the treatment time was shortened to 4 h with the application of three groups of parallel coil when the survivability of E. coli cells was less than 0.01%; and the power consumption was about 0.2 kWh/m^3 .     

烟道荷电凝并电场对电捕集微细粉尘效率的影响

针对目前电除尘技术存在亚微米(0.01~1μm)粉尘捕集难的问题,进行了微细粉尘的交变电场荷电凝并及对电除尘效率影响实验研究.结果表明,随着气体粒子动量、电场强度的增加,离子浓度也在增加,最大离子浓度为1.97×109/cm3;在电离电场强度峰峰值为1.75 kV/cm,频率为100Hz的交变电场里,中位径为0.2μm硅粉中的粒径<2μm的质量为71%,凝并后降至53%,粒径为5~10μm的硅粉质量增加了162%;中位径为0.2μm硅粉质量除尘效率提高了27.6%,除尘效率提高了近1倍;粉尘浓度对电凝并后的除尘效率影响有限.高流场中微细粉尘的交变电场荷电凝并技术为电捕集亚微米粉尘的有效途径.     

扫频脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的灭活研究

研究了扫频脉冲磁场对电厂循环冷却水中异养菌的影响,并对灭活关键因素进行了分析。实验结果表明,脉冲磁场对电厂循环冷却水中的异养菌有灭活作用。灭活率对频率和输出电压具有选择性,并且随着作用时间和温度的升高而升高。在扫频范围100～1 000Hz、输出电压3 V、单次作用时间为15 s,温度45℃时,异养菌灭活率可达78.8...     

高梯度磁场提升单纤维捕集PM2.5性能的机理

以钢铁厂和有色金属行业排放的PM_2.5为研究对象,基于离散相模型DPM（Discrete Phase Model）,并加入UDF自定义编程,研究高梯度磁场下不同入口风速、颗粒粒径、外磁场强度、磁性纤维磁感应强度以及磁化率对捕集效率的影响,并结合颗粒运动轨迹和受力情况对其进行分析.结果表明：当0.5μm≤d_p≤2.5μm,v=0.1m/s时,利用高梯度磁场（H=0.1T,B=0.06T）可以使单纤维捕集PM_2.5的效率提高为原来的4.23倍,得出磁性纤维周围存在2个引力区和2个斥力区.同时,在高梯度磁场中磁性纤维对PM_2.5的捕集效率随入口风速呈先减小后趋于平稳的规律;而捕集效率随粉尘粒径呈先增大后减小的规律.当d_p=1.0μm时的捕集效率提升最大,无论是外磁场强度还是磁性纤维磁感应强度,磁性纤维对颗粒的捕集效率与场强都呈一次函数关系,效率增长率K_B>K_H;随着颗粒磁化率的增加,磁性纤维对颗粒的捕集呈现两段线性增长规律,前后两段效率增长率K₁>K₂.当颗粒经过高梯度磁场区域时,入口风速、粉尘粒径、场强对运动轨迹影响较大,而磁化率对运动轨迹影响较小.