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.     

基质类型及季节变化对人工湿地氮去除效果的影响

考察了基质类型及季节变化对人工湿地氮去除效果的影响,结果显示:基质类型对水平潜流人工湿地氮的去除效果有显著影响,煤渣基质比组合基质更利于提高人工湿地对氮的去除效果;季节不同,人工湿地氮的去除效果存在差异,平均去除率由高到低的顺序为:夏季＞秋季＞春季＞冬季.     

投放底栖动物强化水耕植物过滤法的净水效果

 在水耕植物过滤法净水系统中的植物栽培廊道中,通过投放2种底栖动物螺蛳和泥鳅延长食物链后,TN、TP、TOC、Chl.a的去除效果均比未投放底栖动物的廊道有所提高.投放螺蛳的效果最为显著,TN、TP、Chl.a的去除率增幅分别达54%、27%和26%,比较了不同廊道中底泥的硝化、反硝化潜力,投放螺蛳的廊道其反硝化潜力最大,为9.08×10^-7g/(g·h),而硝化潜力最小,为3.65×10^-6g/(g·h).除氮能力大幅增加的原因,是由于螺蛳的引入增加了物质在食物链营养级传递中的损耗,另一方面是由于螺蛳的存在提高了底泥的反硝化潜力.     

太湖梅梁湾水源水中微囊藻毒素浓度的变化

对太湖梅梁湾水源水中的总藻毒素TMC[(TMC-LR) (TMC-RR)]和胞外藻毒素EMC[(EMC-LR) (EMC-RR)]进行了跟踪检测.结果表明,水体中TMC-RR、TMC-LR、EMC-RR、EMC-LR质量浓度平均分别为1.819 μg/L、1.090 μg/L、0.491 μg/L和0.077 μg/L,无锡市的主要水源地水质已受到微囊藻毒素的污染.提出,应加强水源地水体中微囊藻毒素浓度的监测,确保饮用水的安全.     

冬季溅水充氧滴滤池处理农村生活污水的启动研究

研究与开发了一种适合于农村生活污水处理的溅水充氧滴滤池污水处理装置,在冬季低温条件下,通过自然挂膜,人工挂膜和强制挂膜3种不同的方式启动了以陶粒和球形塑料为滤料的溅水充氧滴滤池.自然挂膜的COD去除率为18.5%,人工挂膜的COD去除率为43%.2种方法的NH4 -N去除率在10%左右,TN和TP都低于10%.而在利用污泥强制回流的强制挂膜期间,COD去除率高于其他2种方法,平均达到65%,且出水比较稳定.硝化效果明显较好,NH4 -N平均去除率达到60%.TN和TP去除率达到20%以上.试验结果证明了3种挂膜方式中强制挂膜在溅水充氧滴滤池挂膜成功,能够完成系统的启动.分析了冬季溅水滴滤池工艺不易挂膜的原因,提出了一种以陶粒为滤料的滤池启动成功的方法,通过强制污泥回流实现了低温条件下难以挂膜填料滤池的快速启动.     

氮磷在阶式水生植物床中的去除效果及组成变化

利用串联运行的阶式水生植物床净化富营养化河水。考察了不同形态的氮磷在处理前后的浓度变化,在此基础上阐述水生植物床去除富营养化水体中氮磷的过程与机理。在水力负荷为74cm/d的条件下,总磷和总氮的去除率分别达73.1%和64.5%。植物根系对悬浮物的截留对去除河水中的氮磷起关键作用。采用多级串联的运行方式能有效克服一般湿地运行一段时间后因沉积物释放作用而引起处理水溶解性营养盐浓度上升的难题。     

MES-AnMBR耦合工艺处理模拟偶氮染料废水及膜污染特性研究

采用微生物电化学系统(MES)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合工艺处理模拟偶氮染料废水，考察了该工艺的产电情况、对偶氮染料刚果红(CR)的脱色率和膜污染特性。结果表明，外阻为50Ω时，反应器阳极的电化学活性最高，平均输出电流、最大功率密度和电流密度分别为(0.43±0.03)mA、78.98 mW/m²和644.63mA/m²;50Ω、400Ω和1 000Ω3组反应器的平均COD去除率在81.44%～85.20%，平均脱色率分别为(89.50±3.14)%、(85.00±3.15)%和(82.00±2.87)%；与对照组相比，50Ω、400Ω和1 000Ω3组反应器将膜堵塞的时间从16 d分别延长至39 d、35 d和24 d。反应器产生的电流能够促进泥饼层中溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物中蛋白质和多糖的降解，随着输出电流的增加，SMP和松散型胞外聚合物含量逐渐降低。     

外阻对三室MFC产电性能和Cu迁移特性的影响

构建一种新型的三室微生物燃料电池（microbial fuel cells,MFCs）对重金属Cu污染的土壤进行修复,研究不同外阻条件下MFC的产电性能和土壤中Cu的迁移去除情况.结果表明,当外接电阻从100Ω增大到1000Ω时,三室MFC的输出电压从0.1V提高到0.4V,最大功率密度从1.10W/m³降低到0.71W/m³,且阴极极化现象也随外阻增大而更加显著.装置运行63d后,MFC外接电阻越大,近阳极土壤区的Cu的去除率越高,外阻为1000Ω的MFC近阳极土壤区的Cu去除率达到39.7%.通过改进欧共体标准（BCR）连续提取法分析重金属的形态,发现乙酸可提取态和可还原态为Cu迁移的两种主要形态.此外,土壤的性质也发生变化,pH值呈现由阳极到阴极逐渐升高的趋势,而电导率则相反.阴极电极的扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）结果也表明部分迁移到阴极的Cu（Ⅱ）被还原成单质Cu.     

一种水培植物过滤法的除藻性能

 运用隔离生态水区(mesocosm)的手法模拟再现小型封闭水体环境,对水培植物过滤法(HBFM)去除藻类的特性进行了研究.结果表明,藻类去除率平均可达61.1%,对有毒藻类Microcystis sp.的去除效果尤其明显.通过建立生态数学模型并进行计算机模拟,得出在循环比(日处理水量/封闭水体容量)为 0.2 的条件下,应用 HBFM 在 45d 内就可以使封闭水体的 Chl.a 浓度从 100μg/L 降低到 10μg/L .     

组合介质的微生物富集效果及其去除太湖水源水中微囊藻毒素的研究

采用组合介质进行改善太湖水源地水质的中试研究.应用定量PCR分析发现组合介质上富集了大量具有溶藻能力的假单胞菌和芽孢杆菌,表明组合介质对太湖土著溶藻细菌具有良好的富集效果.微生物的空间分布解析结果表明,细菌总数、硝化细菌及溶藻细菌(假单胞菌、芽孢杆菌)的分布具有显著特征,在反应装置纵向的中段、出水端及垂直方向的中层,组合介质上的溶藻细菌等特定微生物在密度及活性上处于相对优势,这与微生物的功能、生长所需的微环境及基质条件密切相关.组合介质通过富集微生物改善了太湖梅梁湾水源地的水质,对总藻毒素TMC、TMC-RR、TMC-LR、胞外藻毒外EMC、Chl-a的平均去除率为64.8%、72.7%、62.9%、55.4%、30.1%.