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。     

基于复合生态系统理论的长沙湘江滨水区景观资源评价与优化

近年来,随着我国经济的飞速发展、社会经济的转型,以及人们环境意识的提高,滨水区开发已成为我国城市开发建设的热点。城市滨水区景观规划设计研究对于合理、充分利用城市滨水区景观资源,塑造特色鲜明的城市形象,提高城市生态环境质量,促进城市滨水区开发有着重要意义。从复合生态系统理论的角度,在湘江滨水区景观资源调查、景观资源分类的基础上,运用灰色聚类法对湘江滨水区景观资源进行定量评价,提出景观资源优化思路,探讨滨水区景观规划设计的途径。认为现代城市大规模滨水区更新改造和开发大背景下的城市滨水区景观规划设计,应尊重城市地域性特点、文化内涵和风土人情,并与传统的滨水活动有机结合,保护和突出城市历史格局和风貌特色。     

Impact of long‐term pesticide applications on some soil biological parameters

Abstract

The soil oxidative and anaerobic processes, as well as, the microbial biomass were followed during three years in a cotton farm (Tatuí) where the recommended pesticides have been used for several years, and in an experimental field (São Paulo) treated first time with the same pesticides. The oxidative process was monitored by the dehydrogenase (DHA)‐activity using triphenyltetrazolium chloride (TTC) as substrate. The anaerobic process was followed by the iron‐oxide reduction, and the microbial biomass was estimated by the substrate (glucose)‐indiced respiration. Increases in DHA‐activity and in the microbial biomass occurred only in the farm soil, with concomitant decreases in iron‐reduction. In the experimental field soil, the increases in DHA‐activity were followed only by decreases in iron‐reduction. Soil characteristics were the determining factor for different biological parameters after pesticide inputs. All the pesticides produced at least one clear but transient effect.     

双室微生物燃料电池处理硝酸盐废水

基于双室微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC),针对阴极分别接种活性污泥(A-MFC)和反硝化细菌(D-MFC),研究其产电情况和硝酸盐废水去除效果。结果表明,在产电的同时都可有效去除废水中的硝酸盐污染物。在外接电阻100Ω的情况下,2种MFC均具有良好的产电性能,A-MFC和D-MFC达到的最大输出电压分别为119.6 mV和117.2mV,最大功率密度分别为23.40 mW/m2和26.63 mW/m2;同时两者在阴极室的平均反硝化速率分别为1.86 mg/(L.d)和2.19 mg/(L.d),阳极室的平均COD去除率分别为81.9%和82.4%。另外,通过扫描电镜观察可知,A-MFC和D-MFC阴极碳布表面形貌存在差异,并且阳极与阴极碳布表面形貌差异显著。     

MFC-MBR耦合系统运行效果

膜生物反应器(MBR)是一种高效的污水处理工艺,而微生物燃料电池(MFC)能有效降解污泥中的胞外生物有机质(EBOM)并回收电能.将MFC与MBR联用,建立了一套能够有效抑制膜污染同时回收电能的新系统——MFC-MBR耦合系统,MBR的剩余污泥经MFC处理后回流.以传统MBR为对照,对耦合系统中污水处理效果、膜污染情况和污泥混合液的性质进行研究.研究表明,耦合系统的污水处理效果没有明显恶化,COD去除率为94％,NH4+-N的去除率为92％.耦合系统能够有效减缓膜污染的发生,清洗周期延长了28％.污泥混合液的MLVSS/MLSS稳定在80％ ～ 88％,系统内几乎没有无机颗粒积累.松散结合态胞外聚合物(LB-EPS)降低了48％,使污泥混合液性质得到改善.较低的污泥比阻(2.69×1012m/kg)和标准化毛细吸水时间(1.67 s·L/g MLSS),证明耦合系统污泥混合液脱水性能提高了.     

Adsorption of As(III) on chitosan-Fe-crosslinked complex (Ch-Fe)

It was reported the adsorption of As(III) on the surface of the chitosan-Fe-crosslinked complex. Theoretical correlation of the experimental equilibrium adsorption data for As(III)/Ch-Fe system is best explained by the non-linearized form Langmuir-Freundlich isotherm model. At optimum conditions, pH 9.0, the maximum adsorption capacity, calculated using the Langmuir-Freundlich isotherm model was 13.4 mg g⁻¹. The adsorption kinetics of As(III) onto Ch-Fe are described by the pseudo-first-order kinetic equation. The results of the Mössbauer spectroscopy showed that there is no redox process on the surface of the adsorbent.     

低剂量臭氧的直接通加对活性污泥的活性、微生物种群及污泥减量化的影响

研究构建了2个容积为1.1 L的好氧活性污泥反应器（即1号和2号反应器）1,号反应器每天直接通加低剂量臭氧（投加量为0.01 g O3/g TSS）,不加臭氧的2号反应器作为对照平行运行,均采用每天换一次人工污水的充/排式操作。运行71 d的结果表明2,个反应器对人工污水COD的处理效果基本相同。反应器运行40 d后1,号反应器的污泥浓度比2号反应器的污泥浓度低1 400～1 700 mg/L并可稳定在8 200 mg/L,污泥减量化效果明显。低剂量臭氧的直接通加明显降低了胞内ATP浓度,并影响了微生物的抗氧化活性,2号反应器的平均超氧化物歧化酶和过氧化氢酶酶活比1号反应器分别高了24.3%和9.5%。PCR-DGGE对两反应器微生物种群的分析结果表明：Uncultured gammaproteobacteria bacteri-um、Nannocystis exedens和Uncultured actinobacterium为1号反应器的主要种群;而2号反应器的主要种群为Uncultured bacte-rium和Uncultured gammaproteobacteria bacterium。     

曝气强度对同时硝化反硝化（SND）脱氮过程中N2O排放的影响

为了控制污水脱氮中N2O排放,在不同曝气强度下研究了好氧硝化段同时硝化反硝化（SND）系统的N2O排放特性,并采用PCR—DGGE技术分析微生物群落特征。结果发现,随着曝气强度的增强,系统总氮去除率下降,但脱氮中N2O—N所占比例则上升,实验中从低到高3个曝气强度下,总氮去除率分别为80．01％、65．28％和58．62％,脱氮中N2O—N所占的比例为1．89％、7．84％和9．20％。PCR—DGGE分析显示,和低曝气强度下相比中、高曝气强度下系统微生物群落发生明显变化,但中曝气强度和高曝气强度下系统微生物群落表现出较高相似性。这表明,不同曝气强度下系统N2O排放受到氮素转化和微生物群落变化的影响。适宜曝气强度不仅提高总氮去除率,还可有效控制N2O排放。     

Ce-Sn-W-O_x催化剂的配伍优化及脱硝影响因素

采用共混热解法制备系列Ce-Sn-W-Ox复合氧化物,用于NH3选择性催化还原NO。通过正交实验优化CeSn-W-Ox配方,采用环境扫描电镜(ESEM)、X-射线衍射仪(XRD)等表征分析催化剂的微观形貌和固相结构,确立Ce-Sn-WOx最佳配比及结构形貌。结果表明,以粒度为5~8 mm的堇青石瓷片担载分散Ce-Sn-W-Ox,进行NH3-SCR脱除NO,当Ce/Sn/W元素摩尔比为1∶0.8∶0.6时,Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO效果最好。当空速为7 200 h-1,催化剂在252~426℃内脱除NO效率均大于94%。重点考察了反应空速(GHSV)、水蒸气(H2O)、SO2等对Ce Sn0.8W0.6Ox/堇青石NH3-SCR脱除NO活性的影响。研究表明,空速低于10 000 h-1时,催化剂脱硝活性受空速影响小;单独通入5%H2O对催化剂脱硝活性基本没有影响;单独通入429 mg/m3SO2导致催化剂活性略有降低;同时通入429 mg/m3SO2和5%H2O,催化剂脱硝活性下降至85.33%,除去SO2和H2O后,催化剂活性又能明显回升。     

MFC强化同步短程硝化反硝化工艺的启动

微生物燃料电池(MFC)可在阴极实现反硝化、短程反硝化和同步硝化反硝化并产生电能,但在MFC阴极实现同步短程硝化反硝化的研究尚未见到报道。为了探讨MFC阴极同步短程硝化反硝化工艺的性能,将双室曝气阴极MFC与A/O脱氮工艺结合处理人工模拟低碳氮比废水。通过静置运行15 d使得MFC阴极室亚硝态氮得以积累,氨氧化菌得以富集。随即改为连续运行后第21天成功启动同步短程硝化反硝化MFC;阴极出水氨氮浓度为0.3 mg/L,亚硝态氮浓度为15.9 mg/L,硝态氮浓度为0.6 mg/L,亚硝化率达到95%以上,阴极电极自养反硝化去除率达到50%以上,COD去除率达到85%以上。结果表明,将MFC与同步短程硝化反硝化工艺结合,通过阴极室中氧气得电子获得高p H,可以强化同步短程硝化反硝化工艺,完成生物脱氮的同时回收电能,并具有减少外加碱度的优势。