阴极负载不同催化剂对天然水体中沉积物微生物燃料电池运行特性的影响

考察了阴极负载Co₃O₄和MnOOH对天然水体中沉积物微生物燃料电池（SMFC）产电性能和SMFC对沉积物中有机质去除率的影响。实验结果表明，SMFC阴极负载Co₃O₄和MnOOH后，体系的输出电压由483 mV增大到549 mV和534 mV；相应体系的内阻由206 Ω显著降低到99 Ω和128 Ω，最大功率密度（Pmax）由3.3 mW/m²增大到9.1 mW/m²和6.6 mW/m²。此外，SMFC体系的电流密度与沉积物中烧失量（LOI）、易氧化有机质（ROOM）去除率呈线性关系，并且阴极负载Co₃O₄和MnOOH可以促进阳极沉积物中有机质的去除。     

双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

新型微生物脱盐电池处理重金属铬废水

构建一种新型三室微生物脱盐电池(MDC),研究其脱盐产电并同步处理污染废水的效果。结果表明,阳极室为葡萄糖溶液,中间室盐溶液浓度5 g/L,阴极室为铁氰化钾溶液,闭合体系瞬时获得最高电压650 mV,同时脱盐效果良好,该MDC成功启动。其后,阴极室以重金属铬(200 mg/L)废水作为电子受体,中间室初始盐浓度为20 g/L、35 g/L,Cr(Ⅵ)平均还原率分别为1.06 mg/(L.h)和0.64 mg/(L.h),两者Cr(Ⅵ)的去除率均能达到80%以上,脱盐率分别为81.64%(20 g/L)和88.95%(35 g/L)。中间室盐浓度20 g/L时,获得最大输出电压466.6 mV,最大体积功率密度98.6 mW/m3,最佳内阻655.8Ω,库仑效率1.16%。表明该MDC系统具有良好的脱盐效果和处理废水效果。     

木质素磺酸盐在微生物燃料电池中的降解及产电性能研究

以厌氧活性污泥为接种体构建铁氰化钾阴极微生物燃料电池(MFC)，对木质素磺酸盐的降解及产电效果进行了研究。结果表明，经过6个周期逐渐添加木质素磺酸盐的驯化后，以木质素磺酸盐为单一底物的MFC成功运行，最大功率密度为120.3 mW/m2。经过94 h的运行，阳极液COD和木质素磺酸盐去除率分别达到39.8％和49.3％...     

中试螺旋式自循环厌氧反应器处理安乃近制药废水的稳定性能简

以制药废水实验了50 m³螺旋式厌氧反应器（SPAC反应器）的稳定性。采用Augmented Dickey-Fuller（ADF）单位根检验表明，螺旋式反应器具有良好的启动和运行稳定性。负荷冲击实验显示，SPAC反应器具有较好的耐浓度冲击能力和耐水力冲击能力，所能耐受的最大浓度冲击强度大于60 000 （mg·h）/L（进水浓度提升2倍），所能耐受的最大水力冲击强度为300（m³·h）/d（进水流量提升50%）。SPAC反应器还具备受扰恢复能力。在反应液pH低于5.74，出水浓度、COD去除率和容积COD去除速率（VRR）分别为3 500 mg/L、22.30%和2.52 kg/（m³·d）的工况下，经过30 d恢复，出水浓度、COD去除率和VRR的恢复程度达到80%~90%。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2+对厌氧EGSB处理效果的影响简

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca²⁺对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响，并采用静态实验方法考察了Ca²⁺对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明，进水COD为17 000 mg/L的条件下，当Ca²⁺浓度低于6 000 mg/L时，EGSB对COD去除率达93%以上；当Ca²⁺浓度高于6 000 mg/L时，COD去除率随运行时间明显下降，并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明，废水中低浓度Ca²⁺促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性，但高浓度Ca²⁺明显抑制了其产甲烷活性，这是导致高Ca²⁺浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明，颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca²⁺浓度增加而减弱。     

MBR工艺处理含50%海水的污水试验研究

采用MBR工艺对含50%海水的污水生物处理进行了试验研究。实验条件为进水COD为300～2 600 mg/L，NH₃-N为50～300 mg/L，pH值为6～9，混合液污泥浓度为7 000 mg/L，溶解氧浓度为2～4 mg/L，温度为20～25℃。试验结果表明，系统的最佳运行条件为：有机负荷＜3.2 kg COD/（m³·d），氨氮负荷＜0.35 kg/（m³·d），pH值在7.5～8.5之间，HRT＞12 h。在此条件下，COD与氨氮的去除率可同时达到90%。高盐环境下微生物所分泌的大量胞外多聚物是造成MBR工艺处理含盐废水过程中膜污染的主要原因。     

电解浮选用于活性污泥固液分离的正交实验研究

本研究旨在探索用电解浮选进行活性污泥固液分离的可行性。研究通过小试试验确定电解浮选进行活性污泥固液分离的适宜工艺条件，在装有Ti/RuO₂-IrO₂-TiO₂阳极、Ti阴极的电解浮选槽中进行了活性污泥固液分离的研究，针对影响电解气浮工艺的4个主要影响因素（水力停留时间、接触室电流密度、分离区电流密度和接触室极板间距）及3个合适的水平进行正交试验。结果表明，分离区电流密度是最主要影响因素。当进水SS浓度为1687 mg/L时，在停留时间为25 min，接触室电流密度为5 mA/cm²，分离区电流密度为4 mA/cm²，极板间距为3 mm的条件下进行电解浮选验证性试验，悬浮固体颗粒物去除率较高，去除率为98.9% ，能耗0.54 kWh/m³。     

电子受体对微生物燃料电池产电性能的影响

以厌氧污泥为接种菌源,醋酸钠为阳极基质,分别构建了铁氰化钾和过硫酸铵为电子受体的双室微生物燃料电池(MFC),并研究了MFC在不同电子受体下的产电性能。结果表明,以铁氰化钾和过硫酸铵为电子受体的MFC最大稳定输出电压均随着电子受体浓度的升高而增大。当铁氰化钾质量浓度大于2.0g/L时,MFC最大稳定输出电压增幅不大。两种MFC的内阻均随电子受体浓度的增大而降低。阴、阳极溶液体积相等,外阻为5 000Ω时,以10.0g/L过硫酸铵为电子受体,MFC最大开路电压和最大输出功率密度分别为1 029.0mV和385mW/m3;以10.0g/L铁氰化钾作为电子受体,MFC最大开路电压和最大输出功率密度分别为711.8mV和73mW/m3,均小于以过硫酸铵为电子受体的最大开路电压和最大输出功率密度。因此,过硫酸铵是一种理想的电子受体,能够提高MFC产电性能。     

厌氧折流板式微生物燃料电池堆影响因素研究

微生物燃料电池(MFC)中输出电压/电流的提升,以及反应器体积的扩展放大是其工程化应用的关键。本文构建了一个总体积为6.4 L的新型厌氧折流板式微生物燃料电池堆(ABSMFC)。以葡萄糖作为底物,探讨了阳极材料、液面高程差和水力停留时间(HRT)等因素对ABSMFC性能的影响。结果表明,碳纤维毡作为阳极时,电池单体外电路平均分压(R_(ex)=1 000Ω)为210 mV,填充石墨颗粒后增加到319.8 mV。格室间存在液面高程差时,电池单体、串联和并联的功率密度分别为207.1、181.1和215.7 mW/m~2,当无液面高程差(即水力相连)时为205.8、69.5和151.5 mW/m~2。4个电池单体串联和并联连接时,HRT对ABSMFC的产电稳定性无影响,溶解性COD的去除率和库仑效率均随HRT的增加而升高,且并联效果优于串联。     

厌氧流化床微生物燃料电池同步除碳脱氮产电性能影响因素

研究了厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)除碳脱氮产电性能的影响因素。结果表明:(1)AFB-MFC对NH4+-N的去除不起作用。电压下降主要是由于进水有机基质浓度下降造成。(2)不添加NO3--N时,在满足AFB-MFC脱氮所需的电子供体条件下增加进水COD/TN有利于AFB-MFC产电。(3)3种无机氮共存下,AFB-MFC在进水有机碳与无机氮质量比(C/N)不低于1.37时,对COD、NO2--N和NO3--N具有理想的去除效果。AFB-MFB在一定进水C/N范围内(1.37～2.50),能得到稳定的输出电压及功率密度。(4)固定进水C/N时,AFB-MFC在高碳氮负荷下仍能得到较理想的NO2--N、NO3--N、COD去除效果,AFB-MFC对NH4+-N去除效果不明显;增加碳氮负荷,AFB-MFC输出电压及功率密度没有明显的改变。(5)有机基质浓度不变下,AFB-MFC中充足的电子供体可保证较高的NO3--N、COD去除率。AFB-MFC输出电压及功率密度随着时间延长而先增加至稳定值后下降。     

Factors influencing silver recovery and power generation in bio-electrochemical reactors

The recovery of silver from Ag⁺ solution coupled with power generation was investigated in bio-electrochemical system (BES). In this system, chemical energy existing in the organic matter in the anode chamber can be converted biologically to electrical energy which can be used for the reduction of Ag⁺ ions in the cathode chamber. Results showed that type of substrate influenced the metabolic pathway and affected the cell voltage progression, and columbic efficiency. Silver recovery was not affected by increasing initial pH (2.0 to 7.0) and Ag⁺ concentration (100 to 1000 mg/L) in the catholyte, whereas power generation was improved. A maximum power density of 8258 mW/m³ and a columbic efficiency of 21.61% could be achieved with 1000 mg/L of Ag⁺. Ag⁺ ions were reduced to form metallic deposits as Ag⁰ crystals on the cathode surface, which were then confirmed by scanning electron microscope (SEM) image and energy dispersive X-ray (EDX) spectrum. The BES reactor had high silver removal (i.e., >96%) after 24 h of operation. When considering the crossover of Ag⁺ ions through the cation exchange membrane, the removal was in the range of 83.73–92.51%. This crossover was not considerable as compared to the Ag⁺ initial concentration. At higher initial Ag⁺ concentration (2000 mg/L), the silver removal decreased to 88.61% and the maximum power density decreased to 5396 mW/m³. This study clearly showed that BES can be employed for silver recovery, wastewater treatment, and also electricity generation.     

两级UASB与好氧组合工艺处理城市生活垃圾渗滤液的启动研究

采用两级UASB与好氧组合工艺处理早期城市生活垃圾渗滤液.系统出水按不同比例回流到一级UASB中进行反硝化,同时进行产甲烷反应,有机物在二级UASB中被进一步降解,好氧池完成剩余有机物的去除和氨氮的硝化.启动阶段通过对原渗滤液不同比例的稀释,分5次逐步提高进水浓度,启动结束时完成了对原渗滤液的高效处理.在进水COD浓度从3000 mg/L提高到15000 mg/L,氨氮浓度从250 mg/L提高到1400 mg/L时,最终COD去除率稳定在92%左右,氨氮去除率可达99%以上,一级UASB中反硝化率接近100%,回流比为300%时系统总氮去除率为70%～80%.     

生物流化床及臭氧氧化处理中低浓度糖业废水

采用内循环好氧生物流化床对中低浓度糖业废水进行生物降解,当进水COD、NH3-N浓度分别为400～600mg/L和7～11 mg/L时,其相应去除率达到80%～90%和70%～80%,处理效果良好;COD容积负荷可达到5.1 kg COD/(m3·d),反应器具有较强的抗负荷冲击能力.采用臭氧氧化工艺对COD浓度为28...     

UASB启动及不同HRT对老龄垃圾渗滤液处理效果的影响

在UASB反应器中接种好氧污泥培养厌氧颗粒污泥进行启动,研究不同HRT对老龄(13年)垃圾渗滤液对处理效果的影响情况。通过保持进水COD浓度不变、逐步缩短HRT从而提高容积负荷到40 g COD/(L.d)的方法,可以培育出直径为1～3 mm颗粒污泥,最终产气量稳定在100 L/d,甲烷含量在60%～70%之间,COD去除率保持在90%左右,污泥层最底部MLSS为81 g/L。逐步提高HRT依次为6、12、24、48和72 h考察其对处理效果的影响,当HRT为24 h时处理效果最好,COD去除率最高达到35%左右。     

微氧膜生物反应器同时去除有机物和氮的研究

采用微氧颗粒污泥膜生物反应器处理生活污水,进行同时去除有机物和氮的研究。结果表明,膜出水COD不受水力停留时间变化的影响一直稳定在较低值,为15~35mg/L,去除率在94%以上。氮通过发生同时硝化反硝化反应而去除。在水力停留时间为16h以上时, 系统总氮去除率为65% ~92%,平均去除率为77%。     

厌氧折流板调节池预处理垃圾转运站压滤液的中试研究

建立了中试规模的厌氧折流板调节池,用于转运站垃圾压滤液的现场预处理。转运站垃圾压滤液具有高有机污染物浓度、水质变化剧烈和pH值较低等特点,当进水COD浓度为50 000 mg/L～80 000 mg/L,厌氧折流板反应器能稳定实现出水COD=25 000 mg/L左右,总氮去除率30%～40%,总磷去除率70%,抗冲击能力和低pH值进水运行稳定性良好。厌氧折流板调节池发生酸化后,综合采用了多种措施加以调控。     

焦化废水中COD、挥发酚和硫氰化物同步高效去除

采用两级膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器在微氧条件下处理焦化废水,考察了该工艺对焦化废水中挥发酚、硫氰化物、氰化物和COD的去除效果。研究结果表明,在进水流量为1 L/h,总水力停留时间(HRT)为24 h的条件下,两级EGSB反应器对COD的去除效果较好。稳定运行时,在进水挥发酚为56.8~185.1 mg/L、硫氰化物为287.1~539.9 mg/L、氰化物为0.17~0.72 mg/L的条件下,系统对其平均去除率分别为99.9%、96.8%和82.6%,出水挥发酚和氰化物均能达到《污水综合排放标准(GB8978-1996)》的一级标准。进水COD浓度在1 084~1 880 mg/L之间,平均去除率为76.9%,出水平均浓度为325 mg/L。     

反硝化生物滤池深度脱氮机理

研究了反硝化生物滤池对污水中硝酸盐氮的脱氮机制及其影响因素。结果表明,在实验室小试条件下,反硝化生物滤池启动14 d后出水基本达到稳定,NO3--N和TN的去除率分别为80%～88%和76%～80%,COD的去除率达到80%以上。稳定运行期,在室温20～29℃、水力负荷为1.5～2 m3/(m2.h)、COD/TN为3.7～4.5的条件下,反应器对NO3--N和TN的去除率分别为70%～85%和47%～64%,且在运行过程中出现了少量NO2--N的积累。分析反硝化生物滤池沿水流方向有机物浓度及氮形态分布发现,沿水流方向NH4+-N浓度基本保持不变;NO2--N浓度在滤层底部至40 cm高处积累较为明显,其后浓度基本不变。     

以养殖废水为底料的微生物燃料电池产电性能与水质净化效果

以养殖场沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性碳毡阳极的单室无膜微生物燃料电池,探讨了2种阳极改性电池的产电规律,考察了其去除养殖废水中COD、氨氮的效果以及臭味的表观性状变化。结果表明,以葡萄糖为底物时,乙二胺、三氯化铁改性阳极微生物燃料电池在启动20 d和22 d后分别达到稳定,输出电压分别为0.514 V和0.527V(外阻为500Ω),对应输出功率密度分别为332 mW/m2和349 mW/m2。逐渐增大废水投加比例至原水时,2个电池的最大功率密度分别为208 mW/m2和158 mW/m2,COD去除率分别为85%和78%,氨氮去除率分别为52%和45%。此外,养殖废水的臭味去除效果明显。因此,构建的2种改性阳极微生物燃料电池可以利用养殖废水产电,同时使水质得到一定程度的净化。