Investigation of titanium liquid/gas diffusion layers in proton exchange membrane electrolyzer cells

In a proton exchange membrane electrolyzer cell (PEMEC), liquid/gas diffusion layer (LGDL) is expected to transport electrons, heat, and reactants/products to and from the catalyst layer with minimum voltage, current, thermal, interfacial, and fluidic losses. In addition, carbon materials, which are typically used in PEM fuel cells (PEMFCs), are unsuitable in PEMECs due to the high ohmic potential and highly oxidative environment of the oxygen electrode. In this study, a set of titanium gas diffusion layers with different thicknesses and porosities are designed and examined coupled with the development of a robust titanium bipolar plate. It has been found that the performance of electrolyzer improves along with a decrease in thickness or porosity of the anode LGDL of titanium woven meshes. The ohmic resistance of anode LGDL and contact resistance between anode LGDL and the anode catalyst play dominant roles in electrolyzer performance, and better performance can be obtained by reducing ohmic resistance. Thin titanium LGDLs with straight-through pores and optimal pore morphologies are recommended for the future developments of low-cost LGDLs with minimum ohmic/transport losses.     

膜电解法退镀废ABS电镀件及回收铜和镍

采用膜电解法对废丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）电镀件进行退镀处理。以退镀废液作为阴极液和阳极液，在阳极室退镀ABS电镀件，在阴极室电解退镀废液，进行铜镍分离，回收铜粉和NiCl₂。实验结果表明：在阴极电流密度为500 A/m²、初始铜离子质量浓度为24.00 g/L的条件下电解160 min，阴极铜回收率可达97.65%，电流效率达86.60%，得到的铜粉纯度为97%~99%，处理1 L退镀废液可回收铜粉20.0 g，2 mol/L盐酸0.87 L，NiCl₂晶体43.8 g;在阳极电流密度为500 A/m²、液固比为6的条件下电解60 min， ABS电镀件的退镀率为77.22%。     

共代谢膜生物反应器法处理二甲基亚砜废水

采用蔗糖作为共代谢基质与一体式好氧膜生物反应器（MBR）工艺相结合处理二甲基亚砜（DMSO）废水。考察了装置的污泥驯化效果、DMSO去除率、污泥的性能、HRT和冲击负荷对DMSO去除率的影响。试验结果表明：驯化第29天，DMSO去除率达98.5%，表明MBR内的污泥已驯化成功；在MBR运行的正式期，当DMSO处于高负荷状态时，DMSO去除率较低；随蔗糖加入量的增加，DMSO去除率逐渐提高，最终恢复到DMSO高负荷冲击前的DMSO去除效果；正常运行时，装置进水ρ（DMSO）=257~1 448 mg/L（平均值为718 mg/L）、出水ρ（DMSO）=6~22 mg/L（平均值为7 mg/L），DMSO去除率为96.4%~99.6%（平均值为98.9%）；在MBR运行的正式期，污泥体积指数小于100 mL/g，表明污泥的沉降性能较好，MLVSS/MLSS较高，表明污泥的活性高，MBR内MLSS的平均值为5.52 g/L，MLVSS的平均值为4.78 g/L；MBR适宜的HRT为12 h。     

湖北省生态足迹和生态承载力时空动态研究

研究湖北省内部可持续发展的趋势,以2005年、2010年、2013年统计数据为基础,应用生态足迹分析法核算湖北省17个市(州、林区)在三个时间节点的生态足迹与生态承载力,对各地区生态足迹和生态盈亏状况从时间和空间上进行动态研究。研究结果表明:湖北省17个市(州、林区)的总生态足迹和人均生态足迹呈迅速增长趋势,其中中部地区增长最快;2005年生态赤字最为严重的地区集中于以武汉为代表的中东部,2013年生态赤字最为严重的地区集中于中西部,生态赤字空间分布的重心逐渐由东部向西部转移;6种生态生产性土地增长速度由快到慢依次是建筑用地、化石能源、草地、水域、林地和耕地,其中潜江、恩施、天门、仙桃、黄冈等地建筑用地生态足迹增速最快,十堰、鄂州、黄石、荆州、荆门等地则是水域生态足迹增速最快,草地、水域、化石能源用地和耕地的生态足迹增长共同决定各地区人均生态足迹的变化趋势。     

Dynamic Tracking and Comprehensive Evaluation on the Natural Resources Security Elements and System in China

System theory,pressure-state-response and drivingpressure-state-impact-response model have been applied to establishing China's dynamic tracking evaluation system of natural resources security in this article.Based on analytic hierarchy process and Delphi methods,the natural resources security situation has been evaluated systematically from 1991 to 2007.The result showed that the overall level of China's natural resources security presented a downtrend from 1991 to 2007.The basic reasons are the pressure indicators such as population,GDP,natural resources trade increased gradually,resulting in tension and fragility of natural resources security.     

活性炭纤维处理腐植酸废水

采用活性碳纤维处理腐植酸模拟废水,通过静态吸附和动态吸附的研究,测定吸附等温线和动态吸附曲线;研究不同温度、不同活性炭纤维、不同pH值和流速对处理效果的影响。     

昌吉州农田地膜污染现状及治理对策

通过对昌吉州农田地膜使用现状进行调查,阐述了地膜污染的危害,并提出了适期揭膜、残膜回收、推广新型生物膜等措施与防治对策。     

TiO_2光催化对微滤去除腐殖酸的膜污染控制研究

着重研究了不同紫外灯光源和照射时间条件下,TiO_2光催化(PCO)对微滤去除腐殖酸过程中的膜污染控制,并探讨了膜污染的控制机理。研究结果表明,TiO_2光催化能有效提高微滤对腐殖酸的去除,同时降低膜通量的下降,起到有效控制膜污染的作用。进一步的实验分析表明,TiO_2光催化控制膜污染的主要机理在于将腐殖酸降解为易于被TiO_2吸附的小分子量物质,吸附腐殖酸降解产物后的TiO_2聚合颗粒粒径增大,易于在膜表面形成更为松散的沉积层,并使膜污染从以膜孔堵塞和沉积层污染为主转化为以沉积层污染为主的可逆性污染。     

序批式生物反应器填埋场脱氮微生物多样性分析

为探究序批式生物反应器填埋场脱氮过程中的微生物作用机制,本研究采用建立脱氮功能基因(amoA、nosZ)克隆文库及PCR-RFLP技术对序批式生物反应器填埋场垃圾稳定化后期的主要脱氮功能微生物多样性进行分析.结果表明,矿化垃圾反应器中检测到的氨氧化细菌存在高度多样性,大部分为未知类群,且均为不可培养菌或未经分离获得的细菌,经系统发育树分析系统内氨氧化细菌以β-变形菌门中的亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)为主;新鲜垃圾反应器中反硝化细菌种群丰富,主要有β-变形菌纲中的陶厄氏菌属(Thauera)和硫杆菌属(Thiobacillus).Thauera属在好氧条件下具有反硝化特性,Thiobacillus属中的脱氮硫杆菌(Thiobacillus denitrificans)是一种硫自养反硝化菌,可见新鲜垃圾单元稳定化后期以好氧反硝化和自养反硝化的脱氮途径为主.此外文库中检测到的一部分反硝化细菌可能归属于α-变形菌纲的慢生根瘤菌科(Bradyrhizobiaceae).     

复合催化膜生物反应器处理一氧化氮废气研究

采用溶胶-凝胶法以聚砜(PSF)中空纤维膜为载体制备了Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜,以此构建新型复合催化膜生物反应器(HCMBR),实现膜催化与硝化反硝化耦合烟气脱硝,进一步提高NO去除能力.采用Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜生物反应器(HCMBR)处理一氧化氮废气,实现了180 d长时间高效稳定运行,NO去除效率可达93.2%,去除能力可达167.1g·(m~3·h)~(-1).适宜运行条件为:气体停留时间9 s、自然光光照强度670 lx,p H为6.8~7.2,n C/n N=3.7.Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜加入,复合催化膜生物反应器去除NO的效率比膜生物反应器提高了1.4%~13%,在Fe-Ti O_2/PSF复合催化膜附着稳定的生物膜后,复合催化膜生物反应器去除NO的效率比湿式膜催化反应器提高了59.5%~66%.