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 the membrane'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.     

Biogenic volatile organic compound analyses by PTR-TOF-MS: Calibration, humidity effect and reduced electric field dependency

Green leaf volatiles(GLVs) emitted by plants after stress or damage induction are a major part of biogenic volatile organic compounds(BVOCs). Proton transfer reaction time-of-flight mass spectrometry(PTR-TOF-MS) is a high-resolution and sensitive technique for in situ GLV analyses, while its performance is dramatically influenced by humidity, electric field,etc. In this study the influence of gas humidity and the effect of reduced field(E/N) were examined in addition to measuring calibration curves for the GLVs. Calibration curves measured for seven of the GLVs in dry air were linear, with sensitivities ranging from 5 to10 ncps/ppbv(normalized counts per second/parts per billion by volume). The sensitivities for most GLV analyses were found to increase by between 20% and 35% when the humidity of the sample gas was raised from 0% to 70% relative humidity(RH) at 21°C, with the exception of(E)-2-hexenol. Product ion branching ratios were also affected by humidity,with the relative abundance of the protonated molecular ions and higher mass fragment ions increasing with humidity. The effect of reduced field(E/N) on the fragmentation of GLVs was examined in the drift tube of the PTR-TOF-MS. The structurally similar GLVs are acutely susceptible to fragmentation following ionization and the fragmentation patterns are highly dependent on E/N. Overall the measured fragmentation patterns contain sufficient information to permit at least partial separation and identification of the isomeric GLVs by looking at differences in their fragmentation patterns at high and low E/N.     

电场作用对不同藻菌体系处理猪场废水的强化机制研究

为解决猪场废水高色、高浊、高盐的水质特征对藻菌微生物体系处理效果的限制作用,采用电场处理与多种不同微藻/细菌(活性污泥)微生物体系处理相结合,考察了电场对微生物处理猪场废水的效果和生长状况的影响和作用机制.同时,通过对比微藻、微藻-活性污泥、活性污泥3种微生物体系对经电场处理养猪沼液中污染物去除效果及微生物生长情况,考察了电场处理对微生物处理效果的影响和作用.结果表明：电场对养猪沼液色度和浊度均有较好的去除效果,去除率分别为90.43%、99.69%;电场处理后的沼液再进行微生物处理可取得更优的处理效果,微生物对总氮和总磷的去除率最高分别为70.65%、67.30%.此外,微藻-活性污泥共生体系在污染物去除效果和生长状况方面均优于单一微生物体系.微藻-活性污泥体系最终叶绿素a含量为接种时的7.65倍,活性污泥生物量为接种时的1.51倍,远高于单一微生物体系.说明电场处理与微藻-活性污泥生物处理相结合,可以有效提高污染物去除效果,同时获得更多有价的生物质资源,实现更为可观的经济价值,具有广阔的应用潜力和发展前景.     

变电站与输电线路的电磁环境影响水平分析与测试评估——以部分220kV及110kV输变电设施为例

通过对220kV及110kV户内布置、户外布置方式的变电站,架空输电线路以及地下电缆线的工频电场强度、工频磁场强度的监测,分析比较了变电站及输电线路对环境的贡献水平以及衰减规律。结果表明输变电设施对环境的贡献值非常有限,且随与之距离的增加而明显衰减。     

30MHz以下电动车辆电磁兼容测试方法研究

本文深入研究SAE J551-5:2012,剖析30MHz以下电动车辆的电场辐射发射、磁场辐射发射和传导发射的测试布置、最大发射工况选择、测试过程、场分量和检波器组合、限值等方面;对比SAE J551-5:2004,针对GB/T18387-2008,提出若干修订建议,以提高其实用性和可操作性。     

开发和建设西南能源基地是解决我国能源短缺的重要途径

西南地区是我国第二大能源基地，水能蕴藏可开发年发电量１．０３万亿ｋｗ·ｈ，占全国的５４％，煤炭保有储量７７０亿ｔ左右，占全国的１０％。和以山西为中心的能源基地一起，形成了“北煤南运”和“西电东送”两个格局。但是西南能源基地的水能资源开发程度很低，按发电量计算，仅占水电可开发总量的１．３％。目前能源短缺已成为我国工业发展中的突出问题。因此，合理布局、综合开发和建设西南能源基地，是解决我国能源短缺的重要途径。     

光助芬顿反应催化降解气体中甲苯

以甲苯作为挥发性有机污染物(VOCs)的代表,利用连续进气动态实验装置,研究光助芬顿反应降解气体中甲苯的作用.考察了芬顿试剂溶液初始p H、H2O2浓度、Fe2+浓度以及甲苯初始浓度对降解甲苯的影响,并利用在线质谱和色谱对产物进行了定性、定量分析.结果表明,紫外光照加快了羟基自由基的生成,显著提高了气体中甲苯的去除率;p H=3.0、H2O2浓度为20 mmol·L-1、Fe2+浓度为0.3 mmol·L-1的条件下,甲苯去除率最高;当甲苯初始浓度为260 mg·m-3时,去除率能够达到98%;光助芬顿反应催化降解气体中甲苯实验未检测到CO2之外的中间产物,CO2产率分析表明去除的甲苯全部转化为CO2.     

城市不同源雾霾颗粒物健康风险差异评估比较

通过研究不同来源霾颗粒物对大鼠气管上皮细胞（RTE cells）电阻抗变化和细胞自噬因子的影响,评价不同来源霾颗粒物对人体健康风险的差异性.分别将RTE暴露于从居民区（I）,高架交通源（Ⅱ）和化工园区（Ⅲ）采集的3种雾霾颗粒物中,统一暴露浓度和时间分别为100mg/L和24h.通过电子细胞基质阻抗检测（ECIS）细胞增长引起的阻抗变化和细胞电损伤恢复时间;通过蛋白免疫印迹测定p62,Atg5,Atg7,Beclin1,LC3B和mTOR蛋白表达量来分析比较不同来源雾霾颗粒物对RTE细胞自噬的影响.结果表明,与空白对照组相比,不同雾霾颗粒物处理组细胞电损伤恢复时间分别延长了34.6%,63.2%和78.0%;p62蛋白表达量差异显著性下降,Atg5,Atg7,Beclin1,LC3B蛋白表达量差异显著性上升.此外,mTOR相关蛋白表达量差异显著性下降,分别下降了4.38%,3.34%和2.36%;p-mTOR蛋白表达量与空白组相比,实验组I下降24.2%,实验组Ⅱ下降37.0%,实验组Ⅲ下降60.9%.由以上结果可知,不同来源雾霾颗粒物对RTE细胞均有一定的毒性损伤作用,能够减小细胞增长速度和削弱细胞修复能力,增强细胞自噬因子蛋白的表达,且化工园区采集的雾霾颗粒物毒性强于居民区和高架交通源.不同来源雾霾颗粒物的细胞毒性存在明显差异,基于细胞电损伤恢复时间的测定以及自噬相关蛋白的检测方法能够为雾霾颗粒物健康风险评价提供一种快速的生物学手段.     

升流式生物催化电解反应器(UBER)处理硝基苯废水试验研究

升流式生物催化电解反应器(UBER)是一种将生物方法与电化学相结合的新型废水处理技术,使用UBER降解硝基芳香烃类化合物,不但处理周期短、效率高,而且成本低,占地面积小。通过UBER处理含硝基苯模拟废水,对生物催化电解技术的原理进行讨论,并探索最佳反应条件,为该项技术处理实际废水提供理论依据。考察了进水浓度对硝基苯去除率的影响,同时对阴极催化硝基苯定向还原为苯胺进行探讨,最后分别从外加电压、进水乙酸盐质量浓度及进水p H值3个方面,对UBER还原硝基苯的关键影响因素进行最优试验条件分析。结果表明,UBER可以高效处理硝基苯废水,当硝基苯进水质量浓度为200 mg/L时,去除率可以达到97. 2%,但随进水质量浓度进一步提高至220 mg/L,硝基苯的去除效果不佳,去除率仅为79. 13%。当进水硝基苯质量浓度较低时,苯胺生成率较高,平均值达到91%,随硝基苯进水质量浓度提高,引起阴极电势波动,使得还原反应按照多种途径发生,硝基苯不仅被定向还原为苯胺,还被还原成其他副产物,同时,微生物也可以将部分生成的苯胺进一步氧化利用,造成出水苯胺含量偏低。最优条件试验表明,外加电压在0. 3～0. 5 V,硝基苯的去除率均达到93%以上,此时阳极微生物具有良好的电化学活性,当电压降到0. 2 V时,硝基苯去除率仅为36%,表明外加电压过低会严重影响反应器的稳定运行;将乙酸钠质量浓度从1 000 mg/L逐渐减小,质量浓度降低至700 mg/L时,阳极电位依然保持在-440 m V vs. SCE左右,UBER系统运行稳定,当乙酸钠质量浓度进一步降低,阳极微生物电化学活性逐渐受到抑制;UBER中微生物最佳生长p H值为6～7,当p H值超出这一范围,会影响微生物生长代谢,进而影响硝基苯的去除效果。     

不同农业利用方式下湘南第四纪红壤的粘粒矿物学组成与表面电荷特性

用X-射线衍射分析技术和化学方法研究不同农业利用方式对湘南第四纪红粘土及其发育土壤的粘粒矿物学组成和表面电荷特性的影响．结果表明：湘南第四纪红壤的粘粒矿物组成以高岭石为主，其次是1．4nm过渡矿物．经过人为耕种尤其在水田条件下，蛭石和水云母的含量增加，铁的活化度增大．土壤表面电荷数量（CECpH3.2、CECp、CECv、AEC）和电荷零点（pH）的值也发生相应的改变．