微生物燃料电池及其在废水/废弃物处理中的应用

微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFC)作为一项解决环境污染同时开发可再生能源的新技术,近年来受到国内外研究者广泛关注。基于MFC工作原理,全面归纳了其典型的高效产电菌,并从阳极氧化、阴极还原两方面重点探讨了其在处理废水/废弃物的应用实例及发展潜力,最后从3个方面对MFC在环境领域的应用前景作了展望。     

外电流对生物膜空隙率和分形维数分布的影响

采用微切片结合图象分析技术研究外电流(≤25 A/m²)对自养、异养/自养生物膜空隙率和分形维数的影响.结果表明,当没有电流作用时,自养、异养/自养生物膜的空隙率分别由最外层的大约92%和96%减少到最内层的54%左右;分形维数分别由1.1和1.05逐渐增大到最内层的1.4左右.随着通过反应器的电流密度增大,2种生物膜的最外层空隙率均略有下降,分形维数略有增大,而在生物膜内层,空隙率和分形维数受电流影响均不太明显.     

生物电化学脱氮技术研究进展北大核心CSCD

生物电化学系统（BES）因兼有污染物去除与能量回收等优点,近年来已成为环境污染治理领域的关注热点. 对生物电化学技术在脱氮方面的基本原理、含氮污染物的转化途径进行综述,主要的生物脱氮过程包括阴极反硝化、阳极氨氧化以及阴极同步硝化反硝化等,而非生物脱氮过程包括NH3/NH4^＋的跨膜转移、氨气逃逸等. 总结已报道的BES中主要脱氮微生物及其脱氮机制,BES中多数反硝化菌属于变形菌门（Proteobacteria）;硝化细菌主要是亚硝化菌属（Nitrosomonas）和硝化杆菌属（Nitrobacter）;在同步硝化反硝化过程中,电极上的硝化、反硝化菌有明显的分层现象. 最后阐述了生物电化学脱氮技术在生活污水、渗滤液、地下水处理等领域的最新应用研究,通过改变反应器构型以及运行模式等条件构建不同BES处理各类污水,以达到去除污染物同时回收电能或资源的目的. 基于目前BES的优势,认为减少脱氮中间产物（NO2^- -N、N2O）的积累及扩大BES规模对电能输出和污染物去除效果的影响将是未来的研究方向. （图3 表2 参66）     

铁硫氮共掺杂多孔碳阴极催化剂强化微生物燃料电池性能的研究

以杨梅为生物质、Fe₂（SO₄）₃为掺杂源,通过水合-热解-碳化的方法制备了FeSN-C复合催化材料,对其进行表征并应用于催化微生物燃料电池的阴极氧还原反应。结果表明:FeSN-C阴极在产能性能上表现优越,产生的峰值输出电压和功率密度为550 mV和854 mW/m2,分别为商业铂碳的98.6%和83.2%。同时FeSN-C阴极具有较低的过电位和高电子转移数（n=3.78）,遵循1个由四电子主导的催化过程。FeSN-C阴极相比于铂碳阴极具有更好的稳定性,在电流衰减测试中,FeSN-C阴极的衰减为17.1%,明显低于铂碳阴极的23.5%。Fe、S、N等原子的掺杂使得碳骨架发生了大量塌陷,这有利于暴露出更多的活性位点,同时Fe、S、N之间的协同作用也是提高阴极氧还原反应性能的关键。     

铝粉尘云燃烧火焰形态分析实验研究

为探索铝粉尘云燃烧火焰形态和灾变演化,基于改造的竖直开口实验管道,借助高速摄像仪和离子探针,研究火焰结构及变化,分析粒径因素对铝粉火焰前锋形态的影响.实验结果表明:铝粉燃烧能量的释放和空间束缚使燃烧转为爆燃,火焰前锋下方存在大片的燃烧反应区;铝粉粒径越小,颗粒氧化层破裂需要的热应力越小,越容易被点燃;随着铝粉粒径减小,...     

PVC护套线过电流诱发短路过程及绝缘燃烧速率研究

为深入研究护套线过电流诱发短路过程及绝缘燃烧特征与引发火灾危险的关系,搭建电源护套线过电流诱发短路故障电路,统计初次短路的发生时间和位置,借助高速摄像机获取短路发生的过程,分析绝缘燃烧特征。结果表明：护套线在受到过电流作用后,其绝缘层逐渐失效,诱发短路故障,短路电弧引起绝缘层燃烧;短路后绝缘发生燃烧的最低概率为62.5%,发生在24 A时,48 A时燃烧持续时间最长为51 s,持续时间约为24 A时的2倍,最大火焰蔓延速率为2.08 mm/s,燃烧持续时间与火焰蔓延速率均随电流增大呈指数递增。     

海上风电基础阴极保护技术研究

目的 探究外加单一电流阴极保护（Impressed Current Catholic Protection,ICCP）系统、单一牺牲阳极保护（Sacrificial Anode Cathodic Protection,SACP）系统以及SACP与ICCP系统联合保护3种工况下对海上风电基础的最优保护方案。方法 通过对3种工况进行数值模拟计算,对比不同工况下阴极保护系统对风电基础的保护效果。确定最优工况后,构建大比尺模型对最佳工况进行该工况下的实海测试实验。结果 单一SACP、单一ICCP系统以及SACP与ICCP系统联合保护3种工况下,风电基础保护电位区间分别为–926～–881 mV、–1 018～–985 mV和–984～–963 mV。实海测试实验中,导管架电位分布为–1 029～–912 mV。数值模拟结果与实验结果基本一致。结论 当SACP与ICCP系统联合保护时,保护效果最好。随着输出电流的逐步增大,风电基础模型逐步趋于过保护状态。     

两台小型电除尘器阴极振打改造探讨

在有色冶金和化工企业中,有很大一部分小型电除尘器是模仿或套用原苏联的棒帏式结构设计的,随着设备的逐渐老化,除尘效率已不能满足现代化工业生产的要求。本文介绍柏坊铜矿两台中小型电除尘器阴极振打的改造以及这两种不同的振打形式在现场实际情况中所反应出来的一些优缺点。