藻类微生物燃料电池的构型发展及应用现状

在废水处理过程中,探索资源与能源回收方案,实现废水处理的碳中和是目前的重要发展方向。作为一种可持续发展技术,微生物燃料电池（MFC）因可同步实现废水处理与电能回收而备受关注。将MFC与微藻相结合构建光合藻类微生物燃料电池（PAMFC）,系统中微藻与产电菌协同降解有机物,在去除氮、磷等同时将化学能转化为电能。近年来,使用不同构型PAMFC处理废水成为水处理领域的研究前沿,但对PAMFC构型介绍几乎没有。因此,文章详细阐述了PAMFC的各种构型（单室、双室、沉积型和其他构型）以及运行原理,从电极材料、温度、pH等方面分析了PAMFC的产电影响因素,并具体总结了近些年PAMFC系统在处理生活污水、工业废水、养殖废水等方面的应用进展。最后,针对PAMFC在研发过程和实际应用中的难点,提供了解决思路,并对未来PAMFC可行的研究方向进行展望,以提高产电效能。     

村镇住宅耐水性诊断和评价专家系统设计

建立专家系统的目的:建立村镇住宅耐水性诊断和评价专家系统的目的有三个:①对现有的村镇住宅在洪水作用下的可能出现破坏形态进行预测;②对新建的村镇住宅在防洪设计方面进行指导;③对可能遭受洪水破坏的房屋进行加固和补强.     

固定化Acinetobacter sp. XA05和Sphingomonas sp. FG03降解苯酚

从活性污泥和受苯酚污染的土壤中分离出的菌株XA05和FG03均具有很强的苯酚生物降解能力。16srDNA序列分析表明,XA05和FG03菌株分别属于不动杆菌属(Acinetobacter sp.)和鞘氨醇单胞菌属(Sphin-gomonas sp.)。实验结果表明,在苯酚初始质量浓度为800.0mg/L、培养时间为35h的条件下,自由悬浮细胞和固定化细胞的苯酚降解率均高于95.0%。     

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum sp.LC-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。     

化学改性活性炭对水中阿特拉津的吸附去除

以5 mol/L HNO3,40%NaOH及5%H2O2对活性炭进行化学改性,采用序批式实验研究了活性炭改性前后对阿特拉津(AT)的吸附平衡特性,并以Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行了拟合。结合活性炭改性前后孔结构和表面化学的变化特征,探讨了不同改性方法对AT吸附去除的影响效应。结果表明:活性炭经5 mol/L HNO3改性后对AT的吸附性能显著降低;而5%H2O2和40%NaOH改性炭对AT的吸附能力较原炭明显增强,且40%NaOH改性炭的吸附能力大于5%H2O2改性炭。原炭及改性炭对AT的吸附等温线均符合Langmuir模型。HNO3改性炭对AT吸附的降低主要是由于表面酸性基团的增加引起的;H2O2改性炭对AT吸附能力的提高主要是由于比表面积的增大引起的;而NaOH改性炭对AT吸附能力的提高是由比表面积增大和表面碱性基团增加共同作用的结果。几种改性炭和原炭对AT去除率的大小顺序依次为:NaOH改性炭>H2O2改性炭>原炭>HNO3改性炭。     

高酚焦化废水萃取脱酚预处理

为了降低高酚焦化废水中挥发酚的浓度，实验研究了磷酸三丁酯煤油溶液在不同条件下对高酚焦化废水进行萃取脱酚预处理的效果。结果表明，萃取时间为8min，磷酸三丁酯煤油浓度为30％，温度低于40％，pH低于8．0，萃取比（油／水）R=1：2时，经过萃取后分水挥发酚浓度由4165mg降低到127．62mg／L，去除率高达96．94％，为后续生化处理奠定了基础。而萃取剂经过氢氧化钠溶液反萃取再生后，萃取剂的回收利用率可达94．25％以上。     

洪水作用下村镇住宅的力学响应试验研究

针对洪水作用下村镇住宅的反应,通过建立房屋模型,研究不同洪水水力条件下,村镇住宅所受的洪水压力、应变等分布规律,并分析了不同房屋结构以及基础对抵抗洪水作用的影响,初步得到了洪水作用下村镇住宅的破坏机理。     

污水处理与回用过程对生态毒性的削减和水质安全评价

利用发光细菌急性毒性试验、藻类生长抑制试验、斑马鱼幼鱼致死试验和SOS/umu试验对以A2O-MBR为主要处理工艺的污水处理及回用中生态毒性的变化进行研究,同时利用建立的水质安全性评价体系对再生水回用中的生物安全性进行评价,保障再生水回用的安全性。结果表明,A2O二级生物处理可有效削减荧光抑制毒性、藻细胞生长抑制毒性和斑马鱼幼鱼急性毒性,削减了94%以上,不过遗传毒性只削减了50.92%;由于消毒过程的引入,MBR处理出水的4种生态毒性呈现不同程度的升高,尤其是对遗传毒性和斑马鱼幼鱼毒性;当再生水回用于人工湖之后,4种生态毒性都明显降低,尤其是遗传毒性,削减了89.21%;水质安全性评价结果显示,经A2O生物处理后污水水质等级由C级升高至A级,产生的再生水回用于景观用水之后水质等级由B级升高到A级。研究表明,A2O二级生物处理和人工湖近自然系统能有效降低污水及再生水的生物毒性,而消毒副产物会使MBR-消毒出水毒性增大,并且开放式的生态系统可进一步去除在污水处理过程中未被去除的毒性物质,尤其是遗传毒性物质,从而改善水质。     

环境水体中肠道病原细菌定量PCR检测与膜过滤分析方法的比较

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5个地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行了分析.检测水样体积为100mL,分别于2006年3～6月取自水源水(黑河)、景观娱乐用水(大唐芙蓉园北湖和兴庆湖)、纳污河(浐河)和未消毒的二级出水(北石桥污水处理厂),并将QPCR检测结果与滤膜法(MF)测得的细菌总数、大肠菌群和粪大肠杆菌CFU结果进行了比较分析.5个水体(n=60)检测结果显示,QPCR检测结果是大肠菌群CFU的2.2～5倍,是粪大肠杆菌CFU的7～14倍.病原细菌检测的几何平均值范围,QPCR法在25～67000 CCE·100mL-1之间,MF法大肠菌群在3～45000 CFU·100mL-1之间,粪大肠菌群在0～3000 CFU·100mL-1之间(n=60).两种方法的检测结果使用Spearman秩相关法来计算,结果显示,QPCR检测结果与大肠菌群、细菌总数以及粪大肠杆菌CFU均呈现显著正相关,秩相关系数分别为r=0.983、r=0.908和r=0.948.     

环境水体中肠道病毒的膜吸附-洗脱浓缩方法研究

在膜吸附-洗脱和洗脱液浓缩相结合的基础上,建立了一种简便实用的水中肠道病毒浓缩方法.通过实时定量RT-PCR检测,比较了不同材料和不同孔径的微孔滤膜对病毒的吸附效果;对膜洗脱方式进行了改进;研究了在洗脱液浓缩过程中,PEG浓度对于病毒回收率的影响.最后确定了最佳的浓缩方法.选择效果好而且来源广泛的0.22 μm孔径的混合纤维素酯微孔滤膜,采用磁力搅拌来洗脱滤膜上吸附的病毒;洗脱液浓缩步骤中,PEG最佳质量浓度为130　g/L.系统比较了不同病毒接种量下,方法中各步骤的病毒回收率.对接种已知量的肠道病毒的生活污水、二级处理出水和地表水等样品的试验结果表明,该方法效果稳定,适合不同水样中肠道病毒的浓缩分离.