厌氧折流板式微生物燃料电池堆影响因素研究

微生物燃料电池(MFC)中输出电压/电流的提升,以及反应器体积的扩展放大是其工程化应用的关键。本文构建了一个总体积为6.4 L的新型厌氧折流板式微生物燃料电池堆(ABSMFC)。以葡萄糖作为底物,探讨了阳极材料、液面高程差和水力停留时间(HRT)等因素对ABSMFC性能的影响。结果表明,碳纤维毡作为阳极时,电池单体外电路平均分压(R_(ex)=1 000Ω)为210 mV,填充石墨颗粒后增加到319.8 mV。格室间存在液面高程差时,电池单体、串联和并联的功率密度分别为207.1、181.1和215.7 mW/m~2,当无液面高程差(即水力相连)时为205.8、69.5和151.5 mW/m~2。4个电池单体串联和并联连接时,HRT对ABSMFC的产电稳定性无影响,溶解性COD的去除率和库仑效率均随HRT的增加而升高,且并联效果优于串联。     

人工湿地系统微生物去除污染物的研究进展

人工湿地污水处理系统具有净化效果显著、建设和运行费用低廉、管理简便等优点,近年来越来越受到人们的重视。人工湿地是利用介质、植物和微生物构成的复合系统来处理污水。微生物在人工湿地系统净化污水过程中发挥着重要作用。介绍了人工湿地系统中微生物去除污染物的研究进展,重点讨论了人工湿地对污染物和特殊有机污染物的去除以及系统基质中微生物的种群和活性等内容,并结合我国研究现状展望了该领域的研究前景。人工湿地系统微生物对污染物去除将成为人工湿地生态系统服务功能评价、人工湿地生态系统健康与稳定的诊断的重要组成部分。     

3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果研究

研究了风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Acorus calamus)和富贵竹(Dracaena sanderiana)3种浮床植物系统对富营养化水体净化效果,试验共持续35 d。结果表明,在水温24～30℃条件下,风车草和菖蒲生长良好,生物量大,而富贵竹生长较差,生物量增加少;3种植物对NH_4~+-N的去除率分别为76.8%、85.5%和53.6%,对TN的去除率分别为69.1%、66.2%和54.4%,对TP的去除率分别为76.9%、84.6%和61.5%,对PO_4~(3-)-的去除率分别为91.7%、91.7%和75%,对真实色度有明显的去除效果;3种植物对氮磷和真实色度去除效果与对照之间均达到显著差异(P0.05),自然沉淀是浊度去除的主要原因,植物吸收同化作用是NH_4~+-N去除的主要途径,植物吸收是溶解性磷去除的主要途径。试验表明,风车草和菖蒲对富营养化水体中氮磷和真实色度有较好的去除效果,可作为富营养化水体治理的优良物种而推广使用。     

异波折板水解酸化-A~2O一体化反应器实验研究

设计了异波折板水解酸化-A2O一体化反应器,进行生活污水处理的实验研究。10个月的实验结果表明,系统的最佳水力停留时间(HRT)为8 h时,最适COD进水浓度为240~600 mg/L,最佳混合液回流比(r)-污泥回流比(R)为250%~100%。控制反应器于以上运行参数下,25±2℃所对应的COD、TN和TP去除率分别为96.84%、67.55%和81.92%。当温度降至7℃时,其COD、TP和TN分别降至86.35%、50.25%和65.68%。基于实验分析结果,阐明了一体化反应器高效性的机理在于异波折板水解酸化段具有高效传质特性和A2O段具有复合式活性污泥-接触氧化好氧池的特点。     

可用于水体污染控制的氨氮转化菌筛选及部分降解特性的实验研究

从南京禄口水产养殖基地淡水鱼塘取淤泥作为分离菌株的土源,采用选择性富集培养法,从中分离到能以硫酸铵为氮源的菌株7株,对7个菌株进行氨氮降解实验,它们氨氮转化率分别为14.8%、19.7%、53.4%、94.2%、29.1%、63.5%和41.7%,其中AN-4菌株的转化率最高且生长良好。通过AN-4菌株16S rRNA基因序列分析以及生理生化方法,鉴定此菌株为克雷伯氏菌属(Klebsiellasp.)。对菌株AN-4转化氨氮的特性及温度、pH值、氨氮初始浓度和菌株接种量对其氨氮转化率的影响研究,结果表明,菌株AN-4降解氨氮的最适条件为:温度为30℃和pH值为8.0;当氨氮初始浓度为30mg/L时,AN-4菌株在24 h内的氨氮降解率可达85%以上,且能耐受高达200 mg/L的氨氮浓度;AN-4活化菌液浓度为108cfu/mL,当接种量为3×106cfu/mL时,AN-4菌株在24 h内的氨氮降解率为87.75%。综合上述结果,符合淡水养殖水环境条件,说明AN-4菌株适合在水产养殖中应用,为将菌株AN-4应用于水产养殖环境修复提供了理论依据。     

多孔富铁填料曝气过滤除磷机理研究

采用多孔富铁填料的曝气过滤装置具有优良的除磷性能,理论分析研究了多孔富铁填料的除磷机理,通过铁细菌测定、电镜扫描、红外光谱分析等实验对其除磷机理进行了验证。结果表明,多孔富铁填料除磷为化学除磷过程,铁的形态转化中存在铁细菌的氧化作用,沉淀物以碱式磷酸铁为主。     

非水相硝基苯在含水层中的迁移释放规律

通过室内模拟实验,探讨了在非水相硝基苯污染含水层的条件下,其在含水层中的迁移及释放规律。迁移规律表明,非水相硝基苯并非在含水层中直接进行垂向迁移,而是一方面在自身重力作用下向含水层下部迁移,另一方面在地下水流的作用下随地下水同向运移,整体表现为随地下水流的侧向运移,并最终迁移至含水层底部。释放规律表明,非水相硝基苯在含水层迁移的过程中会向地下水大量释放,释放出的硝基苯在水流的作用下随地下水同向运移,污染源及迁移至含水层底部的非水相硝基苯均存在再次释放。     

烟草下脚料发酵制取乙醇

通过单因素实验考察了硫酸浓度、固液比和水解时间对硫酸水解的影响。结果显示最优条件为:硫酸浓度为50%(w/w),固液比为10%(w/v),时间为100 min。烟草下脚料在最佳硫酸水解条件下,经5倍稀释,中和pH值至5～6。取经过滤后的水解液(FH)用酿酒酵母(Sacchharomyces cerevisiae)发酵产生乙醇,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.09g/L和54.5 g/kg。未过滤水解液(UFH,包括水解残渣)加入纤维素酶(70 U/100 mL)和酿酒酵母(Sacchharomyces cerevisiae)进行发酵,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.23 g/L和61.5 g/kg。     

PEM式臭氧消毒在地上游泳池水处理中的应用

采用臭氧法水处理系统对地上游泳池的循环水进行灭菌消毒,研究了臭氧用量、循环水流量和运行时间等因素对臭氧法灭菌效果的影响。结果表明,3组PEM臭氧发生器应用于21.2 m3的地上游泳池,在4 m3/h的循环水流量下运行12 h后,水中的细菌总数与大肠杆菌群数达到国家标准,去除率均在99%以上。与盐电解法水处理系统相比较,臭氧法水处理系统的优势在于:杀菌快速高效、出水水质的理化指标较好和运行费用低廉。     

TiO_2/EP光催化降解水体中微污染磺胺嘧啶的研究

制备了膨胀珍珠岩(EP)为载体的TiO2催化剂(TiO2/EP),对使用较为广泛的抗生素磺胺嘧啶(SDZ)进行了光催化降解研究,探讨了TiO2的负载量、溶液的初始浓度、初始pH、无机离子(HCO3-、SO42-和Cl-)和腐殖酸(HA)对SDZ降解效果的影响。结果表明:SDZ的光催化降解符合一级反应动力学方程;当TiO2最佳负载量为20 wt%,SDZ浓度为5 mg/L,pH=6.7,紫外光照射强度为1 000μW/cm2,反应时间为45 min时,SDZ的降解率达到96%;HCO3-在低浓度时能促进SDZ的光催化降解,高浓度时促进作用不明显;SO42-和Cl-对SDZ的光催化降解有轻微的抑制作用;HA对SDZ光催化降解有显著的抑制作用,浓度越高,抑制作用越强。UV-TiO2/EP是一种去除水体中微污染SDZ的有效方法。