复合生物阴极型微生物燃料电池处理废水及同步产电性能

为研究生物阴极在MFC（微生物燃料电池）中的应用,分别以粒径为2~4 mm的颗粒活性炭和粒径为2~4、4~8、8~12 mm的颗粒石墨为阴极基质材料,构建升流复合生物阴极型单室MFC,研究阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性能和净水效能的影响.结果表明:当阳极基质材料为2~4 mm粒径的颗粒活性炭时,燃料电池中利用玻璃纤维取代离子交换膜,阴极基质材料为选用4~8 mm粒径颗粒石墨的反应柱产电量最大,为534 mV（外电阻为1 000 Ω）,最大功率密度达到631.6 mW/m3,库伦效率为3.82%;阴极的pH越低越有利于阴极的产电反应;不同阴极基质材料的MFC对COD_Cr去除率均在80%左右,TN、NH₄+-N及TP的去除率最高可分别达到79%、93%和34%.研究显示,阴极基质材料的种类和粒径对MFC的产电性影响较大,但对其净水效能的影响不大.      

磷石膏改良基质中As和F在蔬菜内富集和迁移特征

为了查明改良磷石膏是否可作为农作物耕种地,选取白菜、菠菜、叶用芥菜和上海青种植在改良磷石膏基质上,分析了As和F在四种蔬菜中的富集及迁移特征。结果表明:As和F在蔬菜中的含量范围分别为0.27～1.56mg/kg、79.14～265.65mg/kg,均超过《农产品安全质量无公害蔬菜安全要求》。As和F在蔬菜中的富集系数分别为0.07～0.25、0.23～0.44。叶用芥菜和白菜地下部位中As和F迁移显著,而上海青和白菜地上部位中As和F迁移显著。总体而言,As在蔬菜中迁移规律表现为地下部位>地上部位,F在蔬菜中迁移规律表现为地上部位>地下部位。改良后的磷石膏不适宜于种植蔬菜。     

氟苯胺同系物降解性能对比实验研究

利用驯化污泥研究了邻氟苯胺、对氟苯胺、2,4-二氟苯胺的好氧生物降解性能.结果表明,3种氟苯胺的好氧生物降解性能从高到低依次为,对氟苯胺、邻氟苯胺和2,4-二氟苯胺.降解动力学分析表明,在初始浓度在8～50 mg·L^-1范围内,除2,4-二氟苯胺在实验浓度8.56 mg/L时为一级反应,其他为零级反应.且它们的降解规律都符合Monod方程.污染物化学结构特性与其生物降解性能相关性研究表明,热力学参数与氟苯胺好氧生物降解性能相关性最好,空间参数次之,而电性参数最差.并研究了共代谢条件下葡萄糖和苯胺对2,4-二氟苯胺的好氧降解的影响,葡萄糖的引入有促进作用,而苯胺只在一定浓度范围内有促进作用.因而,氟苯胺的生产废水与生活污水合并处理以及多种组分混合废水处理是可行的.     

垂直流人工湿地系统基质优化级配研究

选取生物陶粒、无烟煤、沸石、钢渣和蛭石为基质,按不同的级配方式填充成基质柱,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验.研究表明,粒径分层级配基质对COD的去除率均高于单一粒径基质,其中分层生物陶粒对COD的平均去除率高达72.91%.分层沸石对总氮的净化能力较单一粒径基质有所提高,平均去除率高达91.23%.填充了生物陶粒、沸石和无烟煤的模拟柱对有机物和氮的净化效果和单一基质没有显著性差异(p0.05).填充钢渣和无烟煤的模拟柱出水pH值均在正常范围内,但是除从上到下依次填充无烟煤、蛭石和钢渣的基质柱外,其它填充钢渣和无烟煤的模拟柱对磷素的净化能力都低于单一基质.种植植物对净化效果没有明显影响.在垂直流人工湿地中,针对水质特点选择高效的级配基质,如分层生物陶粒、分层沸石、分层无烟煤以及生物陶粒、沸石和无烟煤组合,在高水力负荷条件下可获得更好的处理效果.     

甘油基混合培养物合成PHA及其与OUR的关系

聚β羟基烷酸盐(PHA)以其较好的生物相容性、可生物降解性和再生性成为最有前途的生物高分子材料.本文基于甘油作为基质在饱食-饥饿模式下富集合成PHA的混培物,以乙酸、丙酸、丁酸、乳酸和葡萄糖作为基质考察混培物合成PHA的基质广谱性,结果表明乳酸和乙酸作为基质时PHA的产率系数较高;使用不同比例乙酸/丙酸混合基质时,PHA产量随着乙酸含量的增加而增大,乙酸/丙酸为3∶1时PHA产量最高.通过活性污泥同时贮存与生长模型模拟与线性回归两种方法证实,在单一基质或乙酸/丙酸混合基质情况下,PHA合成速率与OUR存在线性关系,因此,基于在线OUR测量数据可以实时估计PHA合成量.     

不同基质的人工湿地去除猪场沼液中磷的性能

以猪场沼液为研究对象,通过静态吸附试验研究沸石、硅藻土、煤渣、铁粉、石英砂5种基质对磷的等温吸附特征,并采用一级和二级动力学模型分析吸附动力学过程。根据试验结果,构建了4种人工湿地单元研究人工湿地对猪场沼液处理效果及对高浓度沼液的抗冲击能力。结果表明,5种基质对总磷的吸附更符合非线性Langmuir方程。准二级动力学方程更能描述各种基质对总磷的动力学吸附过程。沸石对磷的最大饱和吸附量1.868 mg/g,对磷去除率最高,可达到96.01%。沸石-垂直流人工湿地在构建的4种人工湿地单元中具有最强抗冲击能力。     

厌氧共代谢分解难降解有机物的研究进展

文章介绍了厌氧共代谢的提出、作用机制、调控研究及应用现状,从共代谢技术的基质类型、菌群结构和代谢途径三方面综述了国内外有关厌氧共代谢作用机制的研究现状、发展趋势,并着重分析了厌氧共代谢的调控技术和应用情况,展望了厌氧共代谢技术的未来研究方向,为解决难降解有机污染物的治理瓶颈提供借鉴和参考。     

磷化氢的释放对提高生活污水除磷效果的试验研究

传统的污水除磷工艺通过排除剩余污泥或化学污泥达到除磷的目的,而磷化氢气体的发现,为污水除磷提供了新的途径。以磷化氢气体的形式将污水中的总磷排出系统,不仅能减少剩余污泥的排放,还能将磷化氢气体收集起来加以回收利用,可同时解决水体富营养化和磷资源匮乏的矛盾。本文首先总结了影响磷化氢气体产生的因素,并通过正交试验对密封的一体化生活污水反应器的工艺参数进行了优化,得出在铁投加量为100g、不进行预曝气时反应器收集到的磷化氢气体最多;然后通过研究磷化氢气体产生与污水总磷去除率的关系,得出提高磷化氢的释放速率将有助于提高生活污水的除磷效率;最后通过对正交试验前后系统中各种形态的磷进行物料衡算,分析了系统中磷的迁移转化途径。     

垂直流人工湿地LDHs覆膜改性沸石基质强化除磷效果及其机制

采用碱性水热-共沉淀法,将6种金属化合物(CaCl2、ZnCl2、MgCl2、FeCl3、AlCl3、CoCl3)两两组合生成9种不同类型的层状双金属氢氧化物并覆膜于常用垂直流人工湿地沸石基质表面;利用分别填充原始沸石及9种LDHs覆膜改性沸石基质的模拟垂直流人工湿地小试系统进行除磷净化实验,并结合10种沸石基质的等温吸附实验结果,对LDHs覆膜改性沸石基质的强化除磷机制进行研究.结果表明,相对于原始沸石基质,9种不同组合方式生成的LDHs覆膜改性沸石基质除磷效果均有不同程度的提高;Zn2+参与合成的改性基质除磷效果优良,其中ZnFe-LDHs改性沸石基质对总磷、溶解性总磷及磷酸盐的平均去除率超过90%,其最大理论吸附量达到了原始沸石基质的3倍;LDHs覆膜改性沸石基质通过增加化学吸附容量、提高物理吸附能力达到强化除磷效果的目的.     

湿地基质及阴极面积对人工湿地型微生物燃料电池去除偶氮染料同步产电的影响

本研究采用人工湿地型微生物燃料电池处理偶氮染料X-3B,实现降解偶氮染料同步产电的效果.为了构建性能最优的人工湿地型微生物燃料电池(CW-MFC)系统,本研究主要从湿地基质和阴极面积两个方面研究系统构型对去除X-3B同步产电的影响,提高系统性能.研究表明以粒径10 mm、孔隙率30%的小石子作为湿地基质构造的CW-MFC系统微生物生物量最大,去除X-3B效果最好,脱色率高达92.70%,但其产电性能最差.较小的粒径和孔隙率使底层微生物生物量增加,促进X-3B的去除,但随着湿地基质粒径和孔隙率的减小,导致阴阳极营养物质不足,系统传质阻力增加,抑制了系统产电性能.X-3B的去除效果随着阴极面积的增加而提高直到阴极面积为594 cm~2时取得最大脱色率99.41%.当阴极面积继续增加时,CW-MFC系统产电性能上升趋势趋于平缓,X-3B去除效果呈现下降趋势,这是因为阴极反应过快导致更多的阳极电子输送到阴极用于产生电流,与X-3B发生反应的电子减少,阳极成为提高CW-MFC系统性能的限制因素.