阴极液及底物浓度对AFB-MFC同步废水处理及产电性能影响

为了提高厌氧流化床微生物燃料电池（AFB-MFC）的性能，并为双室MFC寻找价廉、易得、无污染的阴极液，在曝气量16～24 L/h、温度（35±2）℃、回流量10.2 L/h、阴极底边距阴极室内底部17.3 cm、外电阻250 Ω、水力停留时间（HRT）14.0～14.9 h以及进水pH 7.81～8.37下，研究了阴极液及底物浓度对系统产电及废水处理性能的影响。结果表明，使用缓冲溶液、阳极室出水和自来水作阴极液时，自来水的产电性能最佳，阴极液种类不影响系统有机基质的去除。以自来水为阴极液时，阴极液pH及电导率随运行时间增加而增加，COD去除率为80.11%～89.29%，输出电压及功率密度开始随运行时间增加而增加，之后稳定在440～452 mV和48.40～51.08 mW/m²之间。增加底物浓度对COD去除率影响不大，而输出电压及功率密度随底物浓度增加而下降；底物COD浓度由3 307.09 mg/L增至9 520 mg/L时，COD去除率在85.77%～94.44%之间，输出电压及功率密度则分别由449 mV和50.40 mW/m²下降至406 mV和41.21 mW/m²。自来水作阴极液可避免二次污染及阴极液对阳极室微生物的影响，并得到高的产电能力。     

电极材料对电解法处理循环式准好氧垃圾填埋场渗滤液效果的影响研究

分别用3种不同材料电极(不锈钢、Ti/Pt和Ti/RuO2-IrO2)作阳极、石墨电极作阴极在同一条件下分别对循环式准好氧填埋垃圾场渗滤液进行电解处理对比研究.研究结果表明,随着电解时间的变化,渗滤液中的COD、BOD5、BOD5/COD、重金属离子浓度、色度和pH值均会发生改变.当电解时间为10～20 min时,用上述3种电极作阳极电解均会出现渗滤液COD、BOD5、BOD5/COD增大的现象;当电解时间为30～40 min时,用Ti/RuO2-IrO2或Ti/Pt电极作阳极电解均可使渗滤液的色度降为0;当电解时间为120 min时,分别用3种电极作阳极电解都可使渗滤液中的COD、BOD5和重金属得到有效的去除,其中用Ti/RuO2-IrO2电极作阳极电解对COD、BOD5的去除效果最好:用Ti/Pt电极作阳极电解对Pb2 的去除效果最好.     

静态电渗析法回收酸洗废水中的酸和铁

为了达到盐酸酸洗废水零排放的要求,采用单张阴离子交换膜静态电渗析技术,进行了回收酸洗废水中的酸和铁的实验研究.实验时,根据实际盐酸酸洗废水水质配制模拟废水,分别调整槽电压、电解时间、阴极液pH及Fe2+、阳极液pH进行条件筛选,定时分别自阴、阳极室取样,并分析样品的pH及Fe2+浓度,根据实验结果计算Fe回收率.研究表明,采用不锈钢阴极,钛基锡锑金属氧化物涂层阳极,选用DF120型均相阴离子交换膜,当槽电压为10 V,阴极液pH为2.50～3.00,Fe2+为1 000～1 300 mg/L,阳极液pH为3.00时,静态条件下电解反应240 min后,Fe的回收率可达到95%,阴极液出水pH为5.13,Fe2+小于60 mg/L,阳极液出水pH为1.43.     

RPB-O3/H2O2法处理硝基苯模拟废水

在超重力场中,研究了硝基苯模拟废水的臭氧/双氧水(O3/H2O2)法处理效果,考察了超重力因子β、H2O2浓度、初始p H、液体流量及处理时间等因素对硝基苯去除率的影响。结果表明,硝基苯去除率随超重力因子β和处理时间的增加而增大,而随H2O2浓度、初始p H和液体流量的增加呈先增大后降低的趋势。当硝基苯初始浓度300 mg/L,工艺条件β=80、p H=10.0、臭氧质量浓度约为40 mg/L、H2O2浓度为4.9 mmol/L、液体流量为120 L/h时,循环处理35 min硝基苯去除率可达96.7%。处理时间60 min后,废水中硝基苯含量1.4 mg/L,COD为39 mg/L,达国家一级排放标准(GB 8978-1996)。在此条件下,硝基苯的降解过程符合准一级反应动力学。     

外电阻对双阴极微生物燃料电池脱氮产电性能的影响

为提高双阴极MFC的脱氮产电性能,构建了双阴极微生物燃料电池系统,考察了连续进水状态下阳极与缺氧阴极间外阻(R_(A-A))以及阳极与好氧阴极间外阻(R_(A-O))的变化对系统脱氮产电性能的影响。结果表明:只增大一侧电阻会降低厌氧阳极的库仑效率和功率密度,但能提高系统的脱氮效果;当R_(A-O)由200Ω增大到1 000Ω时,TN去除率由43.81%提高到60.71%,当R_(A-A)由200Ω增大到1 000Ω时,TN去除率由38.88%提高到61.52%;当总外阻固定在1 000Ω时,两侧电阻变化不影响阳极的功率密度和库仑效率,其分别保持在305.53 mW·m~(-3)和0.35%左右;电阻组合(R_(A-A)/R_(A-O))由500Ω/500Ω变化为100Ω/900Ω,TN去除率由62.32%提高到64.41%;系统的硝化效果随R_(A-O)的增大而增强,反硝化效果随R_(A-A)的减小而增强,总氮去除效果随总外阻的增大而提升。低R_(A-A)与高R_(A-O)的外阻组合能有效提高双阴极三室MFC的脱氮能力。增大总外阻,系统产电性能降低,阳极表面微生物膜氧化性不断减弱,总外阻不变,阳极表面氧化性变化不大。研究探明了外电阻变化对三室双阴极MFC脱氮产电性能的影响,为进一步提高MFC脱氮产电性能提供参考。     

双室微生物燃料电池型BOD传感器性能

构建了双室微生物燃料电池(MFC),并应用于污水BOD的检测。优化了MFC型BOD传感器的检测条件,分析了传感器进行污水BOD检测的特征。结果表明,以A2/O污水处理工艺中厌氧段污泥进行接种,双室MFC型BOD传感器2周内完成启动,所产电流达到稳定。传感器的最佳检测条件为外接电阻500Ω,添加缓冲溶液并维持待测水样pH为7.0,添加35 mg/L的L-半胱氨酸作为吸氧剂维持阳极室厌氧环境,阴极室富氧水流量为20 mL/min。利用MFC产生的电流峰值准确检测污水水样BOD浓度,传感器检测范围为10~50 mg/L,检测时间小于3 h;利用MFC产生的电荷量准确检测污水水样BOD浓度,检测范围为10~100 mg/L,检测时间小于10 h。利用MFC电流峰值和电荷量检测污水水样BOD浓度,偏差均小于15%,传感器运行稳定,寿命较长。     

活性污泥絮凝沉降速率计算方法研究

污水处理厂二沉池的运行效率受活性污泥沉降行为的影响十分显著,由于缺少有效的监测手段,有关活性污泥絮凝沉降速率的研究开展较少。基于固体一维通量的连续性方程,提出了一种计算活性污泥絮凝沉降速率的新方法。结果表明:活性污泥的絮凝沉降速率随着沉降柱深度的加深而增加,随絮凝沉降时间的增加而减小;活性污泥初始浓度和离子强度对絮凝沉降速率有很大影响,当活性污泥初始质量浓度从195mg/L增加到815mg/L时,最大絮凝沉降速率可从4.6cm/min增大到12.8cm/min;铝盐投加量从0mg/L增加到20mg/L时,最大的絮凝沉降速率可从3.9cm/min增大到10.1cm/min。     

厌氧流化床微生物燃料电池及其串并联性能

在高650 mm、有效容积1 280 mL的液固厌氧流化床单室无膜空气阴极微生物燃料电池(MFC)中,研究了燃料电池串并联产电和有机污水处理性能,同时考察了电极面积、活性炭装填体积、温度等因素对产电性能的影响。结果表明,将燃料电池串联,总电压等于3个单级电池的电压之和,约为2 100 mV,最大功率为0.12 mW,而单级电池最大功率为0.05 mW。并联时,输出电压为800 mV,和单级电池输出电压大体相当,而电流为单级电流的2倍。阳极面积增加1倍,产电量增大了30%;电压随活性炭装填体积的增大而增大;温度为40℃时,燃料电池的产电性能最好。     

阳极添加三价铁离子对沉积型微生物燃料电池运行特性的影响

以剩余污泥为底物和接种物,借助电化学交流阻抗等电化学分析方法,研究了阳极投加三价铁离子对沉积型微生物燃料电池(sediment microbial fuel cell,SMFC)电能输出及内阻分布的影响。结果表明,500 mg/L铁离子可有效改善SMFC的运行特性,功率密度峰值、底物降解速率和阳极污泥絮体大小分别上升到103.09 m W/m~2、35.68 mg VSS/(m~3/h)和190.33μm。电化学阻抗谱分析表明,阴极欧姆内阻及极化内阻随铁离子浓度增加而降低,阳极内阻则随铁离子浓度增加先降低后增加,当三价铁离子添加浓度为500 mg/L时,阳极欧姆内阻和活化内阻与对照组相比分别下降了45.28%和47.97%。     

双转盘反应器光催化处理罗丹明B

采用溶胶—凝胶法制备的TiO2/Ti电极为光阳极,Cu、Fe、Zn或C为阴极,组成双转盘反应器,以罗丹明B(RhB)为目标污染物,考察了反应条件对光催化效率的影响.结果表明,最佳反应条件:阴极材料为Cu;转盘转速为70 r/min;初始pH为2.5；Na2SO4质量浓度为1.0 g/L; RhB初始质量浓度为20 mg/L.在最佳反应条件下,处理RhB模拟废水30 min的脱色率可达到99.9％.双转盘反应器处理不同浓度的RhB时,其脱色率是单转盘的1.12～2.33倍,且倍数随着RhB浓度增大而增加,表明双转盘反应器可高效地光催化处理高浓度染料废水.