石墨烯氧化物气凝胶修饰金属阳极促进微生物燃料电池的产电性能

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）阳极的比表面积、生物相容性以及导电性被认为是影响微生物燃料电池产电性能的关键因素。三维金属阳极因其导电性强、比表面积较二维电极材料大等优点可用来取代碳基电极。为了提高微生物燃料电池的产电性能,本研究选用2种具有三维结构的不锈钢刷（SSB）和泡沫镍（Ni-foam）为金属阳极基材,并将石墨烯氧化物（GO）通过一步冷冻干燥法合成石墨烯氧化物气凝胶复合金属电极（GOA-SSB/Ni-foam）,将其作为阳极进行MFC的产电性能研究。结果显示：在MFC运行中,GOA-SSB和GOA-Ni-foam作为阳极,最大功率密度分别达到490和119 mW·m-2,比未修饰SSB和Ni-foam提高8.1和5.5倍。扫描电镜（SEM）表征显示三维复合金属阳极表面附着的微生物量远高于未修饰电极,且未修饰的SSB和Ni-foam电极表面较GOA-SSB和GOA-Ni-foam电极表面腐蚀更严重,说明GOA不仅可提升阳极比表面积、生物相容性还可减缓阳极基材的腐蚀。电化学阻抗（EIS）结果表明GOA-SSB和GOA-Ni-foam阳极相比于未修饰阳极能够极大的降低传荷电阻,证实GOA修饰阳极加快了电子传递速率。另外,拉曼（Raman）表征显示Shewanella oneidensis MR-1菌可原位还原GOA,佐证了GOA修饰阳极运行后欧姆内阻降低的原因。     

Cu (Ⅱ)和Cd (Ⅱ)在氧化石墨烯/聚酰胺-胺复合材料上的竞争吸附

以“grafting to”法制备的氧化石墨烯/聚酰胺-胺（GO/PAMAMs）作为吸附剂,研究了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、初始离子浓度及吸附剂用量等因素对吸附过程的影响,探讨了Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附机理。研究表明：GO/PAMAMs对Cu（Ⅱ）的吸附最佳pH值是5.0,Cd（Ⅱ）的最佳pH值为5.5;Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的竞争吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,等温吸附过程遵循Langmuir模型;热力学研究表明Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在GO/PAMAMs上的吸附是自发进行的吸热过程,且属于物理吸附。     

猪粪干发酵物料流动性指标研究

干式沼气发酵工艺的研究中,影响干发酵工艺的最大问题是出料困难。出料的方法及设备的研究开发都涉及物料流动性。目前,还没有表征干发酵物料流动性的指标。针对该问题,本研究考察了塌落度、休止角和静摩擦系数3种参数表征猪粪干发酵物料流动性的可行性。通过3种指标对流速的曲线拟合,发现塌落度与流速的关联性最好,灵敏度系数曲线显示塌落度的灵敏度较休止角和静摩擦系数高。塌落度的测定上限和测定下限分别为253和279 mm,对应的流速分别为0.01和0.29 m/s;休止角和静摩擦系数的准确度均超出了要求的范围,所以无测定限。塌落度的最大相对误差、相对平均偏差和相对标准偏差分别为12.79%、23.62%和30.68%,远低于休止角和静摩擦系数,因此,塌落度测量结果的准确度和精密度高于休止角和静摩擦系数。从参数的准确度和精密度以及测量方法的灵敏性和测定限几方面综合考虑, 塌落度适合作为表征猪粪干发酵物料流动性的指标。     

RuO2-IrO2/Ti阳极电催化降解偶氮染料甲基橙模拟废水

以自制Ti基RuO2-IrO2镀层形稳电极为阳极,采用电催化氧化处理偶氮染料甲基橙模拟废水。以硫酸钠为支持电解质,在自然pH条件下分别考察了电解时间、电极间距、电流密度和电解质浓度等因素对甲基橙去除率的影响,并分析其原因。实验结果表明,在自然pH、电极间距为1.0 cm、电流密度为30.0 mA/cm2、电解质硫酸钠浓度为20.0 g/L、电解1.0 h,甲基橙去除率高达90.0%以上。 因此,电催化氧化法作为一种高效、简便的染料废水处理技术,具有一定的应用潜力。     

电化学氧化法处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液

实验利用电化学氧化法处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,以提高废水的可生化性。研究考察了水力停留时间、进水流量、循环流量、电流强度和原水氯离子浓度对有机物去除的影响。研究结果表明,电化学氧化法的最佳运行条件如下:水力停留时间为 3 h,进水流量为1 m3/h,循环流量为15 m3/h,电流强度为420 A。在上述条件下,原水COD浓度从3 100 mg/L降到1 311.3 mg/L,去除率达到57.7%,BOD/COD值由0.03提升至0.31。氯离子对电解有促进作用,但原水氯离子浓度超过5 000 mg/L,不需要外加工业盐。     

响应面法优化黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾饲养条件的研究

研究了黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾的方法。首先在饲养温度、饲料含水量和饲养密度等条件下进行单因素实验,然后,以利用率为指标,运用响应面法优化了黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾的饲养条件,结果表明,最佳饲养条件为饲养温度26.7℃、饲料含水量14.5%、饲养密度4.1头/cm2。在此饲养条件下,黄粉虫对餐厨垃圾利用率理论值为38.72%,实际餐厨垃圾利用率为38.88%,相对误差为0.41%,说明利用黄粉虫幼虫处理餐厨垃圾具有较好的效果。     

响应面法优化酵母菌处理餐饮废水

从餐饮废水集水井壁上的生物膜中筛选出酵母菌菌株,选择废水降解能力相对较高的3株酵母菌对餐饮废水进行处理。以COD去除率为主要指标,在单因素实验的基础上,运用响应面法对pH、TN和TP进行优化,得到酵母菌处理餐饮废水的最优条件。结果表明,酵母菌处理餐饮废水最优的工艺条件为pH=5.55、TN=27.63 mg/L、TP=4.40 mg/L,COD去除率达到90.3%;当进水COD为2 235 mg/L、油为660. 2 mg/L时,COD与油实际去除率分别达到了89.9%和89.8%。     

曝气对潜流人工湿地中木本植物的影响

为了增加人工湿地植物的多样性,本文将花叶冬青(Ilex aquifolium)、月季(Rosa chinensis)和八角金盘(Fatsia japonica)3种木本植物引入潜流人工湿地,比较曝气前后系统对污水处理效果,植物的生物量与对TN、TP负荷减少的贡献率,根系形态与内部结构、根际微生物与基质酶活性的比较研究。结果表明,木本植物潜流人工湿地系统曝气后可以提高COD、NH4+-N、TN、TP的去除率,分别为6.99%、4.91%、10.25%、8.09%。湿地曝气有利于3种木本植物的生长,在曝气后比曝气前生物量增加了381.75、606.25和896.88 g/m2。曝气会促使木本植物长出大量须根,且曝气后的根系具有大量由薄壁细胞组成的通气组织的水生根特征。同时,曝气后增加了硝化菌数量,各处理单元中硝化菌增量分别为A:0.28 MPN×104/g,B:4.23 MPN×104/g,C:7.7 MPN×104/g。另外,曝气后植物根际基质中磷酸酶和尿酶的含量增加量大约在50%以上,这与系统中N和P的去除率提高的规律一致。     

以游泳馆污水为处理对象的SBR中不同污泥负荷下氨氧化菌群落的演变

为了研究污泥负荷对SBR系统内活性污泥微生物中氨氧化菌群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,对不同污泥负荷条件下SBR处理经投加葡萄糖调节的游泳馆污水的活性污泥中氨氧化菌进行了分析。研究结果表明,氨氧化菌的群落结构在不同污泥负荷条件下变化明显,在有机碳源较低的情况下生长旺盛,随着污泥负荷的提高其DGGE图谱条带数量逐渐减少,亮度逐渐减弱;在高污泥负荷环境下,氨氧化菌受到严重抑制,多样性指数大幅下降,并从系统中消失。SBR系统内氨氧化菌大部分为不可培养的变形菌,最常见的氨氧化菌是β变形菌中的亚硝化螺菌和亚硝化单细胞菌。     

盐溶法去除糖厂滤泥中蛋白质的条件优化

通过盐溶法去除糖厂滤泥中蛋白质,以处理后滤泥中剩余的蛋白质含量为评估指标,研究了温度,NaCl的浓度,料液比,时间对蛋白质去除的影响.在单因素实验分析的基础上进行正交实验,对相关因素在不同水平上对实验结果的影响进行了分析.结果表明,盐溶法去除蛋白质的最优条件是温度为40℃,氯化钠溶液的浓度为1%,料液比为1:10,时间为90 min.处理后糖厂滤泥的蛋白质含量为1.36%,去除率为80%.