环境因素对接种Shewanella baltica的微生物燃料电池产电能力的影响

通过筛选获得1株Shewanella baltica,分别改变阳极基质种类、浓度、pH和温度,考察不同条件下接种该菌后MFC产电特性.乳酸钠作为基质时接种该菌的MFC产电功率密度最大,MFC产电功率密度和基质浓度满足Monod模型.阳极溶液pH和温度对接种该菌的MFC产电功率密度影响最大.阳极溶液pH为8时接种该菌的MFC产电功率密度最大可达1 236 mW/m²,最大功率密度上升主要是阳极内阻和阳极电势影响所致.接种该菌的MFC最大产电功率密度在50℃达到1 197 mW/m²,最大功率密度随温度变化的主要原因是温度对阳极内阻的影响,20～50℃时MFC电流密度与温度满足Arrhenius方程.     

1株产电假单胞菌（Pseudomonas sp.）RE7的分离及特性研究

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)阳极微生物的种类和作用机制对MFC的产电性能有着重要的影响.从已稳定运行1 a的MFC的阳极室分离得到1株电化学活性革兰氏阴性细菌——菌株RE7,其16S rRNA基因序列与Pseudomonas aeruginosa strain CMG 587有99%同源性,属于假单胞菌属（Pseudomonas sp.）.利用菌株RE7构建的MFC的稳定产电和循环伏安曲线测定结果都表明,菌株RE7具有较强的电化学活性,利用菌株RE7构建的MFC的最大输出电压为352 mV,相应的最大面积功率密度为69.2 mW/m²,体积最大功率密度为6.2 W/m³.由不同稀释比例的MFC排出液的产电效果比较可知,菌株RE7极有可能是通过自身分泌的氧化还原类物质进行电子传递.     

双筒型微生物燃料电池产电及污水净化特性的研究

构建了双筒型微生物燃料电池并考察了产电和污水净化特性,在此基础上考察不同阳极填料对微生物燃料电池产电的影响.通过稳态放电法和电流中断法测量得到微生物燃料电池的内阻,以颗粒石墨作为阳极填料的双筒型微生物燃料电池内阻为38.9 Ω,阳极内阻、欧姆内阻和阴极内阻分别为5.1、 14.1和18.7 Ω,最大产电功率密度为6 253　mW/m³,双筒型微生物燃料电池的构型能有效提高单位体积质子膜面积.双筒型微生物燃料电池对COD的去除负荷为1.6 kg/(m³·d),库仑效率约为10%～12%.阳极填料为大颗粒石墨、小颗粒石墨、碳毡和穿孔型碳毡的双筒型微生物燃料电池的内阻分别为47、 39、 28和33 Ω,稳定运行周期分别为20、 18、 11和18 d.从兼顾产电和稳定运行角度出发,穿孔型碳毡和小颗粒石墨更适合用作MFC阳极填料.     

电极构型对空气阴极生物燃料电池发电性能的影响

在空气阴极生物燃料电池(ACMFC)中,从阴极扩散进入阳极的氧气能够被兼性微生物作为电子受体还原,进而导致电子损失严重.本研究利用葡萄糖作底物,对2种不同电极构型的空气阴极生物燃料电池ACMFC1和ACMFC2的功率输出和电子回收进行了比较研究.结果表明,ACMFC1的内阻为302.14Ω,阳极电位为-323mV,最大功率密度为3 070 mW/m³;ACMFC2的内阻为107.79Ω,阳极电位为-442mV,最大功率密度达到9 800 mW/m³.在间歇条件下,ACMFC2可以连续运行220h,电子回收率为30.1%;而ACMFC1只能运行不到50h,电子回收率为9.78%.因此,合理的设计空气阴极生物燃料电池电极构型可以减小内阻,增大电池电动势进而增大功率输出,提高电子回收率.     

利用玉米浸泡液产电的微生物燃料电池研究

以玉米淀粉生产过程中的浸泡液（玉米浸泡液）作为接种液和基质,利用“三合一”膜电极的单室空气阴极微生物燃料电池进行试验,采用在线监测电压和废水分析方法对产电功率和化学需氧量（COD）、氨氮进行测定,探讨高COD、高氨氮有机废水产电及废水处理的可行性.结果表明,经过94 d（1个周期）的连续运行（固定外电阻为1 000 Ω）,17 d时输出电压达到最大（525.0 mV）,稳定期最大输出功率可达169.6 mW/m²,此时电池相应的电流密度为440.2 mA/m²,内阻约为350 Ω,开路电压619.5 mV;但燃料电池电子利用效率较低（库仑效率为1.6%）;1个周期结束时浸泡液的COD去除率达到51.6%,氨氮去除率25.8%.本试验利用玉米浸泡液成功获得电能,同时对浸泡液有效地进行了处理,为其资源化利用提供新途径.     

Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极电子穿梭体的微生物燃料电池持续产电机制

阴极氧还原反应（ORR）是影响微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）性能的重要因素.采用双室MFC以Fe(Ⅲ)-EDTA为阴极液进行持续产电试验.结果表明,添加Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极液可显著加速氧还原反应速率,降低内阻,提高输出电压与功率.当阴极液中存在20.0 mmol/L的Fe(Ⅲ)-EDTA时,电池内阻仅为300　Ω,比对照降低了900　Ω,其输出电压（1 000　Ω下）与功率密度可维持在200.1 mV、 16.0 mW/m²左右,比不加的对照分别提高73.2%、 70.1%. Fe(Ⅲ)-EDTA氧化再生与持续产电试验表明,Fe(Ⅲ)-EDTA可通过曝气氧化再生、循环利用,即Fe(Ⅲ)-EDTA可作为阴极电子穿梭体加速电子至氧气的传递.Fe(Ⅲ)-EDTA首先接受阴极电子被还原成Fe(Ⅱ)-EDTA,在阴极室充分曝气条件下,Fe(Ⅱ)-EDTA将电子传递给O₂同时被氧化再生成Fe(Ⅲ)-EDTA,从而完成电子从电极传递到氧气的穿梭过程,MFC得以长期稳定运行.进一步优化试验显示,Fe(Ⅲ)-EDTA作为阴极电子穿梭体强化MFC产电的适宜条件为：浓度20.0 mmol/L、pH=5.0左右.在此条件下MFC的最大功率密度达100.9 mW/m².     

微生物燃料电池表观内阻的构成和测量

将微生物燃料电池内部各种阻力用表观内阻统一表征,在建立其等效电路的基础上将表观内阻分为欧姆内阻和非欧姆内阻2部分.通过稳态放电法测量微生物燃料电池表观内阻,在改变外电阻后稳定时间需要60 s以上方能保证测定准确性,通过稳态放电法测定一室型微生物燃料电池的表观内阻为289 Ω,当外电阻等于表观内阻时微生物燃料电池对外输出功率达到最大,为241 mW/m²;通过电流中断法测量一室型微生物燃料电池的欧姆内阻为99 Ω,测定结果与断电前电流强度无关;当一室型微生物燃料电池对外供电分别处于活化极化区、欧姆极化区和浓差极化区时,非欧姆电阻占总内阻的比例分别为93％、66％和75％,在电池对外供电达到最大时非欧姆占总内阻比例最低.提高微生物燃料电池产电能力需要同时降低电池的欧姆内阻和非欧姆内阻.     

零价铁预厌氧协同MFC强化降解吲哚性能与功能菌群分析

通过零价铁（ZVI）预厌氧与微生物燃料电池（MFC）的协同作用,研究其对单一基质碳源吲哚的降解特性、MFC产电性能及群落分析.结果表明：ZVI（4 g·L^-1）的预厌氧可明显促进吲哚（250 mg·L^-1）在MFC体系中的降解;其中吲哚与TOC在96 h内的降解率分别为97.17%和89.50%,且吲哚的降解符合一级反应动力学模型;体系中MFC最大输出电压和功率密度可达600 mV和439.55 mW·m^-2;通过LC-MS分析,吲哚在协同体系中的主要中间代谢产物为靛红和水杨酸.高通量测序结果表明,ZVI预厌氧体系的引入有利于MFC体系中梭菌（Clostridium sensu stricto）、链霉菌（Streptomyces sp.）、热单胞菌（Thermomonas）的富集与吲哚的厌氧降解;同时促进假单胞菌（Pseudomonas）和梭菌等在代谢过程中的电子转移,提高了MFC的产电性能.     

温度对啤酒废水微生物燃料电池产电性能的影响

以啤酒废水为底物,采用空气阴极微生物燃料电池,加入50 mmol/L磷酸盐（PBS）作为缓冲溶液,考察了20℃和30℃下,MFC产电性能及生物相变化.当环境温度从30℃降低到20℃时,MFC最大输出功率从483 mW/m²降低到435 mW/m²,库伦效率和COD去除率变化不大.温度对阴阳两极的电位均有影响,且对阴极的影响大于对阳极的影响.以莫诺德方程对实验数据进行拟合,得到半饱和速率常数k_s分别为228 mg/Ｌ（30℃）和293 mg/Ｌ（20℃）.变性梯度凝胶电泳（DGGE）图谱表明,温度变化不仅影响了阳极的优势菌群,而且对阴极微生物种类具有很大的影响.     

填料型微生物燃料电池产电特性的研究

将石墨和碳毡作为阳极填料组装成填料型微生物燃料电池,其启动期在1 d左右,低于平板型微生物燃料电池的启动期.碳毡作为填料时,微生物燃料电池的最大产电功率密度为1 502 mW/m2(37.6 W/m3),优于石墨作为填料的MFC.将碳毡与碳纸烧结一体以提高填料型微生物燃料电池阳极的导电性,与平板型微生物燃料电池相比,其面积内阻从0.071 Ω穖2下降到0.051 Ω穖2,最大电流密度从3 000 mA上升到8 000 mA,最大产电功率密度从1 100 mW/m2(27.5 W/m3)上升到2426 mW/m2(60.7W/m3),阳极电势平均下降100 mV.循环流量影响填料型微生物燃料电池的产电能力,当流量低于1 mL/min时,其产电功率密度随流速降低而下降.填料型微生物燃料电池在外电阻为600 Ω下长期稳定运行30 d以上,其库仑效率约为10.6%.     

重庆市典型变电站站场外工频电磁场实测分析

对重庆市110kV、220kV典型变电站站场外的工频电磁场进行实测并归纳总结了测量结果,根据测量得到的实际数据,得出变电站站场外工频电磁场的分布规律及变化趋势,表明变电站站场外工频电磁场均能满足相关规定要求,工频电磁场随主变容量的增大而呈增大趋势,随与主变距离的增加而减小,同时,户内变电站对工频电磁场的影响也比户外变电站要小。     

跨区电力传输对大气污染物和CO2的区域排放影响研究

跨区电力传输作为新的区域间能源调配形式将会改变我国未来各区域能源使用、大气污染物排放、温室气体排放等的发展路径,模拟、分析这种影响能为统筹协调全国以及区域的能源资源使用策略和电力行业节能减排相关政策提供参考.本研究应用基于区域电网的中国电力行业优化模型(BOMCES-ED),结合特高压输电线路的相关发展预期,以2010年我国各区域电网的发电装机信息为基准年数据,模拟研究了跨区电力传输对各区域电力行业发展以及环境排放造成的影响.结果显示,到2020年,最大的电力输出区域西北电网因电力输出而导致的电煤消耗量增加12351.2万t,SO2、NOx、CO2和Hg排放增加量分别达到22.1万t、11.6万t、2.28亿t和3.80t.由跨区电力传输导致的区域间环境排放和环境健康损失转移需要引起关注.     

新丰江台网数码电传机的供电处理

新丰江数字遥测地震台网各子台的信号均采用无线数码电传机进行传输,使用交直流隔离电源直接向数码电传机、数据采集器和地震计供电,容易引起台站供电不稳定,造成系统无法正常工作.为此,我们经过一段时期的运行调试,探讨出解决的办法供参考.     

大型电站通风及空冷空调设备防腐蚀研究

大型电站的通风及空冷空调设备是电站设备的重要组成部分,它的使用寿命直接关系到电站的运行情况.通过对火电站、核电站所处环境的分析,证明了这些电站周边环境的恶劣状况.经过对电站现有设备腐蚀情况的研究,并结合实际的环境情况,得出了一套大型电站的通风及空冷空调设备防腐蚀的工艺方案.     

发展火力发电厂生态工业园的研究

分析了火力发电厂(以下简称火电厂)所具备的构筑生态工业园的基本要素;构筑了火电厂生态工业园的具体方案:以“正在运行的火电厂”和“新建火电厂”为核心企业,建立铝-电、煤-电-气、林-电-纸、石化-电力及“以合成气园为基础”等生态工业园方案。     

我国核能利用与能源可持续发展探讨

阐述了我国目前的能源利用状况，火电与核电对环境影响的比较，核废物的处理技术及核电的安全性等，指出大力发展高效清洁的核电是我国实施可持续发展战略的必然要求。     

220kV输变电工程电磁辐射环境影响研究

文章以黄石220kV向家咀输变电工程为研究对象,通过现场调研和监测,根据《500kV超高压送变电工程电磁辐射环境影响评价技术规范》(HJ/T24-1998)附录A、B、C推荐的计算模式并借助计算机软件定量的预测出该项目投产运行后对周边环境电磁辐射的环境贡献值,同时通过测量同电压等级、容量以及同导线型号的宜都220kV郭飞线(郭飞变电站至飞凤变电站)的电磁辐射现状验证预测结果,得出研究结论并对输变电线路电磁辐射提出保护措施和建议。     

区域电网火电厂对水环境影响评价指标研究

区域电网内所有火电厂对区域水环境影响评价指标是进行区域火电厂规划环评的基础.通过对区域电网内火电厂对区域水环境影响的共性研究,提出了区域电网内火电厂取水影响、排水影响和水污染物影响3项评价指标;在此基础上利用和积法计算各指标的权重,依据权重求得区域水环境综合影响评价指标.评价指标在华东电网火电厂区域水环境影响评价中进行了应用,结果表明,华东电网火电厂对区域水环境的影响程度由大到小依次为黄浦江、太湖、巢湖、淮河、长江和钱塘江.      

输变电工程电磁辐射污染的初步探讨

为了解输变电工程对周边环境的影响,对南阳地区某110 kV输变电工程进行实地监测。结果表明,工频电场、工频磁场和无线电干扰远远低于国家相关标准限值,而且随着距离的递增呈衰减趋势。然而监测往往选在"好天气"的时间进行,不能反映"坏天气"的实际状况。结合输变电工程环境影响评价的实际工作经验,分析电磁污染和公众参与现状,发现问题并提出建议。     

生物质能源及发电技术研究

随着能源消耗和环境污染之间矛盾的加剧,使得人类需要寻找一些相对比较清洁的可再生能源。生物质能源由于其数量巨大,环境污染小,并具有可再生性,成为目前比较好的选择之一。生物质能发电是生物质能利用的主要方式之一。介绍了生物质能的特点及利用转化方式,重点讲述了直接燃烧发电技术、气化发电技术以及生物质燃料电池技术,最后根据我国国情指出了生物质能利用的主要问题及几点建议。对我国生物质能发电的发展提供了技术参考和技术支持。