不锈钢纤维毡改性材料的制备及在微生物燃料电池中的应用

为制备一种导电性高、生物相容性良好且耐腐蚀的阳极材料,提高微生物燃料电池(MFC)的产电性能,以不锈钢纤维毡(SSFF)为基底,采用水热反应法制备了还原氧化石墨烯/不锈钢纤维毡(RGO/SSFF),并进一步采用粉体烧结法将纳米二氧化钛(TiO₂)负载至RGO/SSFF,制备了二氧化钛/还原氧化石墨烯/不锈钢纤维毡(TiO₂/RGO/SSFF),将SSFF(对照)、RGO/SSFF和TiO₂/RGO/SSFF分别作为MFC的阳极(对应的MFC分别命名为MFC-CK、MFC-RG和MFC-TRG)以探究改性材料对MFC去除水体中耗氧有机物和产电性能的影响。结果表明：与SSFF相比,RGO/SSFF和TiO₂/RGO/SSFF具有更大的电容(Q为413.9 mF和446.9 mF),更小的界面转移电阻(R_ct为19.65 Ω和18.16 Ω),更高的交换电流密度(i₀为1.56×10⁻⁵ mA和2.07×10⁻⁴ mA);MFC-TRG对水体COD去除速率最高可达929.62 mg·(L·d)⁻¹;MFC-RG和MFC-TRG稳定输出电压分别为245 mV和280 mV,比MFC-CK提高了88.5%和115.4%;MFC-RG和MFC-TRG的功率密度输出分别为 337.50 mW·m⁻²和472.03 mW·m⁻²,比MFC-CK提高了163.9%和233.9%。由此可知,改性后的RGO/SSFF和TiO₂/RGO/SSFF阳极成功提高了MFC的产电性能。该研究结果可为后续MFC阳极改性研究提供参考。     

HRT对固定床厌氧反应器运行效果的影响

为了考察水力停留时间(HRT)对炭纤维载体固定床厌氧反应器运行效果的影响,在进水COD分别为20 000~25 000 mg/L和40 000~45 000 mg/L2个浓度范围下,研究了不同HRT对反应器运行效果的影响。结果表明,通过HRT的调整,在达到相同有机负荷(OLR)下,进水COD为20 000~25 000 mg/L的COD去除率和产气量,明显比进水COD为40 000~45 000 mg/L的运行效果好;进水COD为20 000~25 000 mg/L,HRT为14 h,相应的OLR为41.09 kgCOD/(m3.d)时,COD去除率仍然维持在68%以上,沼气容积产气率达到14.55 m3/(m3.d)。炭纤维载体固定床厌氧反应器具有较高的COD去除率、产气效率以及抵抗低pH、高负荷冲击的能力,运行过程中没有发生反应器堵塞的现象。     

新型活性炭固定化产品的制备及其处理焦化废水的特性

为解决优势菌种工程应用,研究不同固定化方法、载体和结构的固定化产品对焦化废水的降解特性。用活性炭粉末吸附菌种后,与聚乙烯醇和海藻酸钠混合制备了新型固定化球;用聚乙烯醇和海藻酸钠包埋吸附菌种的活性炭纤维毡,与立体弹性塑料填料连用,制备出3种不同形状的活性炭纤维膜片固定化产品复合填料。将游离菌和制备的4种活性炭固定化产品投入A/A/O工艺系统平行实验,考察处理焦化废水的效果。结果表明,活性炭纤维膜片固定化产品复合填料对焦化废水的降解能力优于其他固定化产品:缺氧池出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度分别稳定在1.96 mg/L和0.49 mg/L,未产生氮的累积现象,COD去除率可达到60.92%。好氧池COD和氨氮降解效率分别为78.83%和85.52%,苯酚、氰化物降解效率均为97%以上。     

ACF电极电解处理含NaCl结晶紫染料废水的研究

以吸附结晶紫达到饱和的活性炭纤维为阳极,在NaCl介质中对初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水进行了电解脱色处理。实验考察了NaCl浓度、pH值和电流密度等对溶液脱色率的影响,测定了电解时溶液中生成的游离氯浓度及不同电解时间后溶液的紫外-可见吸收光谱曲线,并对不同电解时间后溶液的归一化吸光度比值进行了计算。结果发现,溶液中所产生的游离氯的浓度随电解时间的增加快速上升,20 min时就几乎达到了最大值;在活性氯的作用下,结晶紫分子中的大π共轭体系被破坏,溶液迅速脱色;电解液中所含的NaCl浓度、电解液的pH值和电流密度等都对脱色率有影响;在一定实验条件下,初始浓度为100 mg/L的结晶紫染料废水在电解60 min后脱色率可高达99.3%。     

某钢厂烧结烟气脱硫系统滤袋失效原因分析

分析了聚苯硫醚自身特性,从而了解目前烧结烟气脱硫系统袋式除尘器中选择其作为滤料的原因。并就目前某钢厂烧结烟气脱硫系统实际发生的滤袋失效问题,通过扫描电镜、EDS能谱分析及烧失量实验对滤袋进行分析,发现材料中混入的玻璃纤维是造成其失效的主要原因,为今后实际工程中滤袋的选择提供依据,从而尽量减少不必要的损失,确保烟气脱硫项目的正常运行。     

电-Fenton法预处理腈纶聚合废水的影响

采用电-Fenton法预处理腈纶聚合废水,研究了试验条件对污染物去除效果的影响. 阳极采用Ti/SnO₂-Sb₂O₃网状极板,阴极采用网状钛板,对腈纶聚合废水进行电解处理. 分别考察了停留时间,电解电压,FeSO₄·7H₂O投加量和pH对废水中污染物去除效果的影响. 正交试验结果表明,各影响因素的影响程度大小为pH>电解电压>FeSO₄·7H₂O投加量;单因素试验结果表明,在电解电压为15 V,pH为5,FeSO₄·7H₂O投加量为1.44 mmol/L,电解时间为3 h时,腈纶聚合废水中COD_Cr的去除率为31.98%,丙烯腈的去除率为74.10%,出水c(Fe2+)为0.004 mmol/L,废水的ρ(BOD₅)/ρ(COD_Cr)从0.05升至0.47,提高了废水的可生化性,为后续生化处理创造了条件.      

石英灯辐射加热条件下低密度碳/酚醛复合材料高温响应及分析

目的研究低密度碳/酚醛复合材料在不同地面加热实验测试响应的差异性,指导材料在实际应用环境下的高温响应分析。方法对低密度碳/酚醛复合材料开展了热流为400 kW/m~2的单侧石英灯辐射加热实验,利用热电偶测温系统测量试件在加热过程中不同位置的温度时间历程,并对试件的烧蚀形貌和微观结构进行观测。同时与热流为464k W/m~2的氧乙炔加热陶瓷板辐射加热实验结果进行对比分析,并且采用有限元方法对材料的传热传质多场耦合计算进行分析。结果对于石英灯辐射加热,在测量点升温到接近200℃时,温度响应拐点都依次出现。由于加热的辐射热源不同,在不同的辐射波段下,多孔材料吸收和发射的热量不同,短时间内氧乙炔加热陶瓷板辐射加热使材料内部升温速率比石英灯辐射加热实验的要快,但长时间加热时现象刚好相反。结论进行传热传质多场耦合计算材料高温响应时,合理确定材料宏观性能随温度的变化至关重要。     

MBR中水力条件对五孔中空纤维膜污染的研究

为了对五孔中空纤维膜在分置式膜生物反应器(MBR)处理模拟印染废水中膜污染特性进行研究,提出从水力学角度考察膜污染特性。在曝气强度分别为25,50,75,100 L/h,出水通量分别为9,12,15,18 L/(m2·h)的工况下考察膜污染表征系数跨膜压差(TMP)的变化情况。得出如下结论:出水通量稳定时,在一定范围内曝气强度的增加可使TMP的增长率降低,即延长膜稳定运行时间,有效缓解膜污染;在次临界通量下曝气量恒定时,出水通量越小,TMP的增长率越小,即膜的稳定运行时间越长。此实验结果对MBR中膜污染的有效控制和水力条件优化提供数据依据。     

含硫污水系统耐蚀材料的筛选与应用

针对西北地区一综合炼油厂含硫污水管线的严重腐蚀问题，分析了腐蚀原因，确立了材料筛选方案，通过实验室静态挂片试验绘制了重量损失率变化曲线和现场挂片等试验手段，筛选推荐出了树脂玻璃钢耐蚀材料。工业生产应用结果表明，MFE-2型树脂玻璃钢是适用于该厂含硫污水系统的耐蚀材料，为类似装置的长周期运行提供了借鉴和经验。     

活性炭纤维(ACF)应用于有机废气回收和净化的进展

活性炭纤维(ACF)有比普通活性炭吸附量大、吸附和脱附速度快等优点,因此应用于有机废气的回收和净化,具有良好的经济、环境和社会效益。文中介绍了ACF的微观结构、表面化学以及吸附性能,并综述了近年来ACF在有机废气回收和治理方面的国内概况。