连续流微生物燃料电池处理含重金属废水研究

该实验的研究对象为连续流双室微生物燃料电池,同时考察连续流微生物燃料电池的污水处理、发电和重金属离子(Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+)电镀废水,500 mg/L)的处理回收效果并与传统单室微生物燃料电池进行对比。在厌氧环境下以微生物本身作为催化剂,利用人工配成的糖蜜废水作为阳极底物,不同有毒重金属离子溶液作为阴极底物。试验结果表明,在外电阻(1 000Ω)相同的情况下得到Crr~(6+)电镀废水作为阴极时的产电性能最佳,获得最大电压U=114.2 mV,功率密度P=35.648 8 mW/m~2,库伦效率CE=44.13%,同时得到最高金属离子去除率66%。相比之下Cu~(2+)阴极液组产电效果较差,电压稳定值不足0.01 V,功率密度P=6.059 m W/m~2与库伦效率CE=3.78%均为最低值。在阳极均实现了对模拟糖蜜废水的降解,处理效果最显著的是Cd~(~(2+))阴极液组,COD去除率达到78%。最后对MFC阴极还原产物进行了X射线衍射分析,得到Cu~(2+)还原产物包括Cu_2O与铜单质,Crr~(6+)主要被还原成Cr_2O_3,Cd~(2+)与Ni~(2+)主要生成单质状态。采用X射线衍射分析阴极电极还原物质,经计算机检索与国际标准PDF对照。得到4组不同阴极液中,Cu~(2+)被还原生成Cu_2O晶体与单质铜。Ni~(2+)被还原生成镍单质。而Cr~(6+)与Cd~(2+)阴极液组中分别出现Cr_2O_3与单质镉的晶体衍射峰。     

以吲哚为燃料的微生物燃料电池降解和产电特性

以铁氰化钾为电子受体,在两极阴阳室内使用碳毛刷纤维为电极材料构建了循环式微生物燃料电池(MFC),研究了以吲哚为单一燃料和吲哚+葡萄糖为混合燃料条件下MFC的产电特性以及对吲哚和COD的去除效果.结果表明,以1000mg/L葡萄糖+250mg/L吲哚为混合燃料时,MFC的最高电压和最大功率密度分别为660mV和51.2W/m3(阳极),MFC运行10h对吲哚和COD的去除率分别为100%和89.5%;分别以250,500mg/L吲哚为单一燃料时,MFC的平均最高电压分别为115,118mV,最大功率密度分别为2.1,2.3W/m3(阳极).在MFC中,250,500mg/L吲哚被完全降解的时间分别为6,30h.MFC能够利用吲哚为燃料,在实现高效降解吲哚的同时对外产生电能,可用于处理含有毒且难降解有机物的焦化工业废水.     

硫酸盐还原菌的分纯及对Cd2+钝化研究

该研究从土壤中分离纯化得到1株耐镉性较好的细菌,通过对其生长特性、菌液Cd~(2+)浓度变化及矿化产物特性分析,探究菌株对Cd~(2+)的钝化行为及去除效果。结果表明,实验菌株初步被确定为硫酸盐还原菌(SRB)。SRB的去除效果随Cd~(2+)浓度增大而降低。在其生长过程中液相pH不断升高,有利于诱导合成硫化镉。当Cd~(2+)初始浓度为10 mg/L时,菌株对Cd~(2+)的去除率达到95%。此时,SRB的适应性最强且钝化效果稳定。Cd~(2+)初始浓度为40 mg/L时,菌株对Cd~(2+)的去除率为75%。通过SEM-EDS和XRD表征确定其矿化产物为硫化镉。研究显示,SRB可以有效钝化游离态的重金属离子,有望为突发性、高浓度重金属污染地区的原位治理提供新的思路。     

重金属对硫酸盐还原菌影响

含重金属硫酸盐废水是我国工业水污染的突出问题,利用硫酸盐还原菌的生物去除重金属的方法具有投资少、成本低、能耗少、去除率高,没有二次污染等优点而成为研究的热点。文章以混合培混养物作为接种污泥,考察不同浓度的重金属离子(Cu2+、Cd2+、Ni2+、Hg2+)对硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,SRB)的抑制作用。研究表明:10 mg/L的Cu2+、Cd2+和20 mg/L的Hg2+对SRB还原硫酸盐的影响较小,硫酸盐最大去除率可分别达到94.1%、94.6%、91.3%,与空白(93.9%)相近;20 mg/L的Cu2+对SRB的抑制最为强烈,硫酸盐最大还原率仅为48.2%,剩余金属离子(Cd2+、Ni2+、Hg2+)都分别随着浓度的增大而对SRB的抑制作用增强;相同浓度的重金属离子对SRB的抑制顺序为Ni2+>Cu2+>Cd2+>Hg2+,抑制浓度分别为10、20、30、60 mg/L。最后阐述了各个反应器中硫酸盐还原率最大时,(WCOD/WSO42-)与硫酸盐还原率的关系。     

新型单室无质子膜微生物燃料电池性能研究

采用不锈钢金属丝阳极构建了管状单室无质子交换膜空气阴极微生物燃料电池(MFC),并以葡萄糖为唯一电子供体,研究MFC的性能.在室温下,初始ρ(CODCr)为496 mg/L,外接电阻为1 000 Ω时,该MFC可以连续产电,最高电压达235.11 mV,开路电压为461.00 mV,内电阻约2 820 Ω.实验条件下测得该MFC的最大功率密度为137.1 mW/m2,库仑效率为32.4%.采用该MFC进行了啤酒酿造废水处理对比实验,在进水ρ(CODCr)为15 900 mg/L,停留时间为96 h下,MFC对废水CODCr的去除率达40%～55%,比厌氧生物处理效率高5%～10%.表明MFC技术可以在获得电能的同时,强化有机废水的生物处理过程.     

冻融处理对不同阴极构型MFC产电及有机物降解的影响

为了研究不同阴极构型的微生物燃料电池(MFC)处理剩余污泥时的产电以及有机物降解情况,构建了铁氰化钾双室MFC以及生物阴极双室MFC两套系统,分析了两套系统处理剩余污泥时电压、功率密度以及有机物变化及降解情况.结果表明,处理冻融污泥时,铁氰化钾双室MFC8h达到稳定电压0.726V,运行6d时SCOD达到峰值3771.4mg/L,此时最大功率密度最高为10.3W/m3,周期结束(20d)TCOD去除率为70.3%;生物阴极双室MFC运行3d达到稳定电压0.76V并持续22d后下降,15~20d时SCOD达到峰值4538.0mg/L,并获得最高的最大功率密度13.7W/m3,周期结束(30d)去除80.6%的TCOD.相对于铁氰化钾双室MFC,生物阴极双室MFC能够更为彻底的促进污泥有机物溶出并利用其产电,对溶解性碳水化合物利用以及有机物的降解得更为彻底,同时更利于MFC系统的长期稳定运行.     

葡萄糖和硝基苯为混合燃料时MFC的产电特性研究

通过构建双极室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),以铁氰化钾溶液为阴极电子受体,以硝基苯(nitrobenzene,NB)和葡萄糖为混合燃料,研究MFC的产电特性和NB的降解情况.结果表明,在外阻为1000Ω的条件下,随着NB初始浓度的增加,双极室MFC的产电特性明显受到抑制.当葡萄糖浓度为1000mg/L,NB初始浓度分别为0、50、150、250mg/L时,MFC的运行周期逐渐缩短,分别为55.7、51.6、45.9、32.2h;最大输出电压分别为670、597、507、489mV;最大体积功率密度分别为28.57、20.42、9.29、8.47W/m3;电荷量分别为65.10、43.50、35.48、30.32C.MFC利用NB和葡萄糖为混合燃料,可以在稳定地输出电能的同时实现有机物高效降解,MFC对NB去除率高达100%,对COD的去除率达到87%～98%.但以250mg/LNB为单一燃料时,MFC无明显产电现象.DGGE图谱表明NB的加入改变了MFC阳极电极上微生物的群落结构.     

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.     

单室微生物燃料电池产电与脱氮除磷的研究

实验针对空气阴极型单室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cell,MFC),研究其产电性能及对实验室模拟废水中有机物、氮和磷元素的去除效果.结果表明,在外电阻为1000Ω的情况下,该电池最大输出电压可达371 m V,最大输出功率密度可达301.6 m W·m~(-2),最大电流密度可达2.4 A·m~(-2),内阻为200Ω.当入水氨氮浓度为4 mmol·L~(-1)时,该电池的产电效果最好,对污染物的去除效果也较好.研究还发现,电池最佳运行周期为72 h,阳极室出水最佳曝气时间为6 h,阳极室出水COD、TN和TP的降解率分别为93.3%、19.7%和44.8%.将阳极液曝气处理后,相对于阳极室入水其TN和TP的总去除率分别可达79.6%和95.2%.另外,通过扫描电镜观察到MFC的阳极液中大多为球形菌,阴极电极表面有针状的结晶形成,经能谱测试为鸟粪石结晶.     

Fenton+重捕剂处理锌镍合金电镀废水工程实例

江苏某电镀有限公司每天产锌镍合金电镀废水约300m~3/d,采用Fenton预处理+重捕剂工艺进行处理。进水Ni~(2+)、Zn~(2+)、COD分别为9 mg/L、12 mg/L、180 mg/L,PH:11~12,出水Ni~(2+)、Zn~(2+)、COD可分别控制在0.3 mg/L、1.0 mg/L、70 mg/L以下,PH:6~9。Ni~(2+)、Zn~(2+)、COD去除率可达97%、93%、59%以上,出水可稳定达到《电镀污染物排放标准》(GB21900-2008)表2标准。     

捕虏包体带来的扬子准地台深部岩石构成信息

江西德兴新建英安玢岩岩筒中的捕虏包体,象深钻一样提供了扬子准地台深部岩石构成的信息。其中最重要的两种捕虏体是铁矿浆屑和铁铝榴石黑云母片麻岩。片麻岩所经历的变质作用事件,由老到新可表示为:PT_1~1—P_1~2—TP_2~1—P_2~2—TC_3—P_4~1—C_4~2。与TP_1~1和TP_2~1两个主要事件相应的变质矿物共生分别是Alm—Bi—Mt—Kf—P1—Q和Hc—Sill—Alm,相应地大致形成于600—700℃,3×10~8Pa,深12km和700°—800℃,>3×10~8Pa,深度≮20km。     

黄河上游沉积物中磷含量分布及其环境意义

本文采用欧洲标准测试委员会框架下发展的磷含量测定法（简称SMT法）和H2SO4-HClO4消化法对黄河上游段青海玛多、甘肃西固、宁夏中卫等六处的黄河表层沉积物中无机磷（IP）、有机磷（OP）及总磷（TP）含量进行了分析。实验结果表明：IP含量范围为288.66-742.27μg.g^-1,OP含量范围为17.53-83.18μg.g^-1TP含量范围是350.52-781.44μg.g^-1;无机磷含量变化规律并不明显,有机磷的含量从青海玛多至石嘴山大致呈现降低趋势,总磷中无机磷的含量占80%以上,因此总磷的变化趋势与无机磷的相似;从TP的测定结果可知H2SO4-HClO4消化法比STM法的测定值略大些,总磷提取的较为完全,但SMT法也可用于测黄河沉积物样的的分析,结果具有一定的可靠性。     

西江沿岸地带工业资源开发策略

西江沿岸地带是一个工业不发达的待开发民族区域,但它拥有多方面工业资源优势,而且工业开发环境条件良好。作者认为,优势的工业资源开发必须在全方位开放与资源深度利用的基础上以轻型为主导的策略,重点建设制糖、水果加工、水电、有色金属为主的原材料及加工等若干工业基地。布局上以西江干流和区内铁路干线为“轴”,结合重点工业“点”,稳定提高中部,重点开发东部,创造条件开发西部,实现“点轴结合,逐步推进”的工业资源区域开发策略。     

四川人地关系日趋紧张的原因及对策

本文分四个阶段分析了四川人地关系的变化情况及人地关系的现状；以量化的方式重点分析了四川人地关系变化的原因；简要分析了人地关系的变化给农业生产所带来的影响；针对人地关系变化的主要原因,提出了缓解人地矛盾的对策。本文的重点是对四川人地关系变化原因,尤其是近期人地关系变化原因的分析,其目的是让人们认识近期四川人地关系变化的主要原因,以对症下药,采取有效的措施,缓解四川的人地矛盾。     

黄土高原湿润期特点与农业生产布局

本文利用黄土高原208个气象台(站)的历年旬降水量与计算的旬潜在蒸发量之比(R/PE),经过10旬滑动平均计算,确定了湿润期(G)及变差系数(C)、播种雨开始期(S)及其标准差(δ)和干旱指数(A),同时还计算了湿润期内出现的干旬(D)、湿旬(W)及其标准差(β、α)。湿润期及其变量的研究,对合理安排农业生产具有重要意义。     

产品生命周期评价在钢铁行业中的应用和前景

通过对绿色产品的介绍引出产品生命周期评价的基本原理和内涵,详尽地阐述和分析目前产品生命周期在钢铁行业中的应用情况,指出生命周期评价在钢铁行业中的发展方向。     

黄河三角洲土地质量模糊综合评价

针对土地复杂性、模糊性的特征,本文采用模糊数学中“多级模糊综合评判”的方法进行了黄河三角洲土地质量评价,并对其科学性和可行性作了探讨。     

除夕夜燃放烟花爆竹对城市环境的影响

基于５年的监测数据，文章分析了除夕夜燃放烟花爆竹对环境产生的恶劣影响。等效声级高达９５．８—１１０．８ｄＢ（Ａ），超过标准５５．８—７０．８ｄＢ（Ａ），瞬时最大声级高达１２５．０ｄＢ（Ａ）；ＴＳＰ、ＳＯ２和ＮＯｘ的浓度高达２３．７６—３９．８０ｍｇ／ｍ３、１．３４１—５．６０２ｍｇ／ｍ３和０．４９３—１．１４０ｍｇ／ｍ３，分别超过标准２２．８一３８．８倍、１．７一１０．２倍和２．３一６．６倍，因此建议在城市区域禁止其燃放．     

酸法提取粉煤灰中氧化铝的条件选择

介绍了一种酸法提取粉煤灰中氧化铝的方法，用不同浓度的硫酸作为溶剂及氟化氨作为助溶剂，按照一定比例加入粉煤灰中进行反应，经过正交对比试验，寻找到了最佳的反应条件，取得了较好的提取率。     

喀喇昆仑山-昆仑山植物区系的一般特征及植物资源的保护与开发利用

本文根据1987—1988年两年考察的结果,初步讨论了喀喇昆仑—昆仑山地区植物区系的一般特征:1.植物种类比较贫乏高等植物仅243属约700种;2.北温带分布型属占绝对优势;3.以桑株河谷为界,昆仑山西段与东段的植物区系有很大差异;4.无严格的特有属,但种的分化强烈,种群数量大。本区由于极端干旱,自然生态系统十分脆弱,而森林和各类天然植被在维护本区自然生态系统平衡方面,起着十分重大的作用。在严格保护使森林和各类自然植被不致破坏的前提下,提出本区最有可能开发利用的植物资源是药用植物资源,除许多著名的中药外,应着重开发利用红景天属(Rhodiola)、风毛菊属(Saussurea)、葱属(Allium)的药用植物,并对当地的民族药物矮膜苞芹(Hymnolaena nana)等,进行深入研究。