阴极硝化耦合阳极反硝化实现微生物燃料电池技术脱氮

微生物燃料电池(MFC)是一种将废水中化学能转化为电能的技术,近年来被证实可以用来同步脱氮。目前,NH4+-N的硝化与反硝化多是在MFC阴极室进行,其存在曝气条件下反硝化菌难以富集的问题,造成反硝化速度慢。为解决上述问题,本研究旨在构建一种基于阴离子交换膜的(AEM)MFC,即AEM-MFC,使阴极好氧硝化过程产生的NO2-与NO3-能通过阴离子交换膜迁移至厌氧阳极室,并在厌氧阳极室发生还原,使得反硝化不需在好氧阴极室进行。结果表明,当阴极投加200 mg/L NH4+-N时,AEM-MFC能在66 h完全去除总氮,而同样条件下基于阳离子交换膜(CEM)的MFC,即CEM-MFC,则需要26 d达到相同的脱氮效果。在阴极室投加不同浓度NH4+-N(从50到500 mg/L)条件下,AEM-MFC连续运行7个月,其产电与脱氮效果稳定。相比于传统生物脱氮方法,AEM-MFC不需要在运行过程中在加入酸或碱调节pH,所需COD/N较少,并能够同时回收电能。     

两种电子供体对光合藻类微生物燃料电池产电性能及小球藻生长的影响

通过构建光合藻微生物燃料电池(PAMFC),研究了分别以乙酸钠或葡萄糖作为唯一电子供体时,对PAMFC的产电性能及其中小球藻生长的影响。结果表明,在外电阻为1 000 Ω时,以乙酸钠为电子供体的PAMFC最大输出电压是285 mV、最大输出功率为3.42 mW/m2;以葡萄糖为电子供体的PAMFC最大输出电压是247 mV、最大输出功率为2.68 mW/m2。同时,分别以乙酸钠或葡萄糖为电子供体的PAMFC中小球藻生长所达到的生物量分别是1.8 g/L和1.26 g/L,而对照组中的小球藻生物量仅为0.83 g/L。简单电子供体的电池性能优于复杂电子供体,同时更能促进PAMFC中阴极光合藻生长,使电池阴极得以固定更多阳极所排放的二氧化碳。     

微生物燃料电池阴阳两级分步降解对氯酚效果

构建一种微生物燃料电池（MFC）,首先将对氯酚在阴极室降解为苯酚,随后将阴极处理液在阳极室降解。研究了对氯酚废水经过阴阳双室分步处理后的去除效果和该MFC的产电性能,结果表明,在外电阻1 000 Ω时,阴极脱氯阶段最大输出电压为216 mV,产电周期为132 h;阳极降解阶段最大输出电压为277 mV,产电周期为48 h,对氯酚的总去除率为96.2%。实验结果表明该MFC能较好处理对氯酚废水,且与传统的生化处理技术相比,有较大的优势。     

废塑料裂解生产原料油的研究

本文对聚乙烯和聚丙烯的混合物裂解成原料油进行了研究 ,在 44 0℃条件下 ,不同比例的聚乙烯和聚丙烯被裂解。结果发现 ,聚丙烯有最高的液体回收率。几种催化剂被应用到聚丙烯的裂解过程中。裂解产品组分的构成及催化剂的选择是本研究的主要内容。通过比较几种不同催化剂的催化结果发现 ,复合催化剂有更好的催化效果。本研究为将来的废塑料综合利用提供了一种新的有用方法     

AC-GO空气阴极对微生物燃料电池产电性能的影响

考察了氧化石墨烯（GO）修饰活性炭（AC）空气阴极（AC-GO阴极）对微生物燃料电池（MFC）产电性能以及有机物去除率的影响。实验结果表明,向AC阴极中掺杂一定量的GO可以降低阴极的内阻,提高阴极电化学反应速率。其中,GO掺杂量为0.5 mg·cm-2的AC-GO0.05阴极性能最好,该AC-GO0.05阴极MFC体系的最大功率密度（Pmax）为767 mW·m-2,是空白AC阴极体系Pmax（459 mW·m-2）的1.7倍,化学需氧量（COD）去除率和库伦效率（CE）均明显高于空白AC阴极体系。     

The effect of diesel fuel on common vetch (Vicia sativa L.) plants

When petroleum hydrocarbons contaminate soil, the carbon:nitrogen (C:N) ratio of the soil is altered. The added carbon stimulates microbial numbers but causes an imbalance in the C:N ratio which may result in immobilization of soil nitrogen by the microbial biomass, leaving none available for plant growth. As members of Leguminosae fix atmospheric nitrogen to produce their own nitrogen for growth, they may prove more successful at growing on petroleum hydrocarbon contaminated sites. During a wider study on phytoremediation of diesel fuel contaminated soil, particular attention was given to the performance of legumes versus other plant species. During harvesting of pot experiments containing leguminous plants, a recurring difference in the number and formation of root nodules present on control and contaminated Common vetch (Vicia sativa L.) plants was observed. The total number of nodules per plant was significantly reduced in contaminated plants compared to control plants but nodules on contaminated plants were more developed than corresponding nodules on control plants. Plant performance of Common vetch and Westerwold's ryegrass (Lolium multiflorum L.) was compared to illustrate any difference between the ability of legumes and grasses to grow on diesel fuel contaminated soil. Common vetch was less affected by diesel fuel and performed better in low levels of diesel fuel contaminated soil than Westerwolds ryegrass. The total amount of diesel fuel remaining after 4 months in Common vetch planted soil was slightly less than in Westerwolds ryegrass planted soil.     

阳极石墨毡酸处理对微生物燃料电池型BOD传感器性能的影响

通过石墨毡表面润湿性的变化,确定了硝酸酸化处理石墨毡的操作条件。采用硝酸处理后的石墨毡作为电极材料,构建双室无介体微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)型BOD传感器,并对BOD传感器的性能进行评价。结果表明,硝酸酸化处理明显提高石墨毡表面的润湿性,经过4 h酸化处理,石墨毡的表面接触角由142.5°下降到86.5°。采用硝酸处理的石墨毡作为电极材料,MFC的电流输出明显提高且稳定,在响应时间小于10 h条件下,废水BOD检测上限为100 mg/L。废水BOD浓度在2~50 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电流最大值之间的线性关系进行废水BOD浓度检测,废水BOD浓度在2~100 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电荷量之间的线性关系对废水BOD浓度进行检测,检测相对误差均在12%以下。MFC型BOD传感器运行稳定,相对标准偏差均在10%以下。     

城市污水处理厂沼气发电的两种方式

作为污泥厌氧消化处理的副产品,沼气是城市污水厂极具有使用价值的能源,本文主要介绍了城市污水处理厂沼气发电的两种方式：沼气发电机和沼气燃烧电池发电。     

不同运行条件对微生物燃料电池产电性能的影响

以双室微生物燃料电池为研究对象,改变活性污泥MLSS值、营养物质的量、营养物质种类、温度等运行条件,测量24 h内COD值、细菌数目和电压值,进而研究不同运行条件对微生物燃料电池运行初期产电性能的影响。结果表明:在其他同等条件下,只改变MLSS值时,MLSS值越大,产电性能愈佳,只改变葡萄糖浓度时,当葡萄糖浓度为60 mg/mL时,产电性能最佳,最大电压和功率密度可达224.8 mV和505 mW/m3,只改变营养物质种类时,当加入低糖和C源营养物质时,产电性能较佳,只改变运行温度,当温度为37 ℃时,产电性能最佳,最大电压和功率密度可达231.5 mV和535 mW/m3;改变上述条件时,细菌数目与MFC的产电性能呈显著正相关关系。     

核桃壳生物炭电极在微生物燃料电池中的产电性能及其对污染物的去除性能

微生物燃料电池(MFC)的电极材料是决定MFC性能的关键。本研究利用核桃壳生物炭制成MFC电极材料,对核桃壳生物炭基电极的制备条件、MFC的产电性能进行了探讨,利用比表面积分析、扫描电镜、拉曼光谱及电极电化学等方法对生物炭电极进行表征。结果表明: 最佳电极制备条件为活化时生物炭:氯化锌质量比5:3,真空煅烧温度600 ℃,生物炭:聚苯胺:热熔胶质量比5:1:4,在进水COD平均值为685 mg·L⁻¹、氨氮平均值为38 mg·L⁻¹、外电阻为1 000 Ω条件下,MFC的稳定输出电压为0.136 V,最大功率密度达到51 mW·m⁻³,内阻为762 Ω,运行7 d后,COD和氨氮的去除率分别可达到85%和88%,以上研究结果为制备有前景的MFC的电极材料提供了参考。