微生物燃料电池-零价铁耦合工艺的构建及除砷性能

为了更为有效地利用微生物燃料电池(MFC)所产电能并提高零价铁(ZVI)去除污染物工艺的效率,构建了微生物燃料电池-零价铁(MFC-ZVI)耦合工艺,并将其应用在三价砷水溶液的处理中。实验结果表明,在该耦合系统中,ZVI直接利用了MFC所产生的低压电能,铁腐蚀速率和除砷效率因此得到显著提高。实验所用MFC的最高稳定产电电压为0.52 V,电解过程中MFC的库伦效率为4.59%,以二价铁离子计算的电流效率为72.74%。反应结束后,溶液的pH值由反应前的8.0升高到8.5。两体系中铁氧化物产生量的差异以及铁氧化物形态分布的不同可能是导致其除砷效果不同的主要原因。     

共价键型有机硅铝复合絮凝剂的混凝效果

利用正硅酸乙酯(TEOS)、二乙氧基二甲基硅烷(DEDMS)和γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷(APDES)3种硅烷偶联剂作为有机硅源,制备了共价键型有机硅铝复合絮凝剂,研究了共价键型有机硅铝复合絮凝剂处理浊度水、色度水、含油废水以及垃圾渗滤液膜浓缩液的效果。结果表明,3种共价键型有机硅铝复合絮凝剂具有优良的除浊脱色性能,其除油效果远远优于无机高分子絮凝剂。对于垃圾渗滤液膜浓缩液,共价键型有机硅铝复合絮凝剂可以去除常规絮凝剂无法去除的物质,显著降低出水COD。3种共价键型絮凝剂中,以TEOS为硅源的共价键型絮凝剂除浊效果最佳,以APDES为硅源的共价键型絮凝剂除油和去除COD效果最佳。共价键型有机硅铝复合絮凝剂在含油废水和高浓度有机废水的深度处理方面有很好的应用前景。     

黑臭底泥处理余水的强化絮凝脱氮

针对黑臭水体疏浚余水氮素难去除问题,在聚合氯化铝(poly aluminum chloride,PAC)为絮凝剂、聚丙烯酰胺(polyacrylamide,PAM)为助凝剂的基础上,采用新型共价键型絮凝剂(hybrid covalent coagulant,HCC)强化疏浚余水絮凝脱氮过程,并通过超磁分离技术进行固液分离,实现氮素的快速与高效脱除。在优化的复合絮凝剂投加量条件下,该强化絮凝过程可达到氨氮的完全脱除和总氮80%的去除率。动力学研究结果表明,在较短的15min絮凝操作时间内,即可达到较好的氮素去除效果。当初始pH为7.0时,絮凝分散体系具有较低的Zeta电位值,利于有效降低水体浊度。FTIR图谱验证了羟基参与的氨氮絮凝反应,表明NH_3~+为氨氮被絮凝剂絮凝后的主要存在形式。     

共价键型硅铝复合絮凝剂的铝形态分布及其絮凝性能研究

利用3种硅烷偶联剂——正硅酸乙酯（TEOS）、二乙氧基二甲基硅烷（DEDMS）、γ氨丙基二乙氧基甲基硅烷（APDES）分别与氯化铝合成了共价键型硅铝复合絮凝剂,利用²⁷肁l NMR研究了其铝形态分布,并试验了其对腐殖酸配水的混凝效果.²⁷肁l NMR结果表明,硅源、碱化度（B茫i/Al摩尔比对铝形态都有影响.以TEOS为硅源的产品中,未检出的铝形态含量较多.而以APDES为硅源的产品中,Al₁₃玫暮拷细撸⑺鍿i/Al摩尔比的增大而增多.碱化度对3种产品中铝形态的影响相似,表现为Al单含量随着B弥档脑龃蠖档?当Si/Al摩尔比为0.4时,以TEOS为硅源的产品中一直未出现Al₁₃茫訢EDMS为硅源的产品在高B弥担?.5）下出现Al₁₃茫訟PDES为硅源的产品在低B弥担?.5）下即出现Al₁₃?混凝实验结果表明,在酸性条件下,以APDES为硅源的产品的最佳投药范围较宽,处理效果最好.而碱性条件下以TEOS为硅源的产品的处理效果略优于另外2种硅铝复合絮凝剂.     

单室型微生物燃料电池处理黄姜废水的性能研究

以黄姜废水为底物,采用单室型微生物燃料电池,验证了MFC处理黄姜废水的可行性,研究了进水COD和SO42-浓度对产电性能的影响.控制电导率和COD等条件一致,黄姜废水最大功率密度为葡萄糖配水的80.3%.低COD浓度条件下MFC产电稳定,功率密度随COD浓度上升而提高,最高为322 mW/m2;当COD提高至2766 mg/L以上时,MFC稳定产电的时长缩短且更新基质后无法恢复最佳产电水平,表明过高的COD负荷会抑制产电微生物活性.COD最终去除率在68.2%~84.8%之间,且随着初始浓度的提高去除率有所下降.进水SO42-浓度的提高使MFC输出功率密度增大,但当SO42-浓度>7 716 mg/L(电导率>8.19 mS/cm)时,继续提高SO42-浓度无法使功率密度增大.与沉淀SO42-后的废水比较,含硫原水的最大功率密度平均下降14.5%,其库仑效率也随SO42-浓度提高明显下降,表明存在SO42-作为电子受体被还原,降低了MFC的效率.