An antibiotic composite electrode for improving the sensitivity of electrochemically active biofilm biosensor

• Antibiotic azithromycin employed in graphite electrode for EAB biosensor. • Azithromycin at 0.5% dosage increased the sensitivity for toxic formaldehyde. • Azithromycin increased the relative abundance of Geobacter. • Azithromycin regulated thickness of electroactive biofilm. Extensive research has been carried out for improved sensitivity of electroactive biofilm-based sensor (EAB-sensor), which is recognized as a useful tool in water quality early-warning. Antibiotic that is employed widely to treat infection has been proved feasible in this study to regulate the EAB and to increase the EAB-biosensor’s sensitivity. A novel composite electrode was prepared using azithromycin (AZM) and graphite powder (GP), namely AZM@GP electrode, and was employed as the anode in EAB-biosensor. Different dosages of AZM, i.e., 2 mg, 4 mg, and 8 mg, referred to as 0.25%, 0.5% and 1% AZM@GP were under examination. Results showed that EAB-biosensor was greatly benefited from appropriate dosage of AZM (0.5% AZM@GP) with reduced start-up time period, comparatively higher voltage output, more readable electrical signal and increased inhibition rate (30%-65% higher than control sensor with GP electrode) when exposing to toxic formaldehyde. This may be attributed to the fact that AZM inhibited the growth of non-EAM without much influence on the physiologic or metabolism activities of EAM under proper dosage. Further investigation of the biofilm morphology and microbial community analysis suggested that the biofilm formation was optimized with reduced thickness and enriched Geobacter with 0.5% AZM@GP dosage. This novel electrode is easily fabricated and equipped, and therefore would be a promising way to facilitate the practical application of EAB-sensors.     

一种新型废旧轮胎组合拦石结构的试验研究

提出了一种由废旧轮胎组成的拦石结构,该结构用钢丝绳将废旧轮胎进行合理的绑扎,使轮胎与轮胎之间紧密连接,然后将该结构绑扎在用废旧钢轨或钢筋混凝土制作而成的柱子上面.当拦石结构受到落石冲击时,利用废旧轮胎的弹塑性变形吸收冲击能量.为了考察这种由废旧轮胎组成的拦石结构的防护效果,设计了试验模型,采用20 kg的砝码模拟落石,...     

磁絮凝高效处理高浊度废水的性能及机理研究

自来水供水厂在运行过程会产生大量高浊度废水,其中富集了许多微生物、有机物及无机杂质,若直接排放会严重污染河流水体及周边土壤.采用磁絮凝工艺处理自来水厂供水过程中产生的高浊度废水,通过单因素和正交试验考察了聚合氯化铝(PAC)投加量、磁种(Fe3O4)投加量、废水初始pH值和沉降时间对废水中浊度、COD和UV254去除效...     

催化湿式氧化乐果农药废水及催化剂的研究

通过共沉淀法制备了用于湿式氧化乐果农药废水的Cu/Mn复合氧化物催化剂,研究了沉淀剂种类、沉淀温度、焙烧温度和活性组分配比等因素对Cu/Mn复合氧化物催化剂的活性及稳定性的影响,确定了最佳制备条件,利用BET比表面积测定和XRD对催化剂进行了表征。结果表明:优化条件制备的Cu/Mn复合氧化物催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理乐果农药废水时,具有较高的催化活性和稳定性。催化剂用量以6 g/L,反应温度80℃,过氧化氢加入量为12.0 g/L,反应时间60 min,COD去除率为89.5%,活性组分溶出量较小。     

纳米TiO2/硅藻土光催化降解蒽醌染料废水的研究

为提高光催化剂的稳定性,选取硅藻土为载体,以钛酸四异丙酯为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/硅藻土光催化剂,并利用XRD、SEM、FT-IR等技术对其进行表征.以蒽醌染料弱酸性艳蓝RAW为目标降解物,考察了TiO2/硅藻土的光催化活性、最佳pH值范围及催化剂重复使用对光催化活性的影响.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿和金红石混晶型,平均粒径11nm,通过控制硅藻土加入量可以得到负载均匀的光催化剂.所制备的TiO2/硅藻土具有较强的光催化活性,对弱酸性艳蓝RAW的降解效果好于商品Degussa P25型TiO2,最佳pH值为4.0.该催化剂性质稳定,重复使用15次后,催化活性仅降低12.4%.     

一体化膜生物反应器处理低C/N污水试验研究

研究一体化连续流间歇曝气膜生物反应器(IMBR)处理低C/N城市污水的工艺效能。试验结果表明:反应器在曝气2 h、搅拌2 h的运行模式下,对COD、NH4+-N、TN和SS的平均去除率分别达到了87%,83.4%,75.4%和97.81%,各出水质量浓度平均值分别为17.5,4.59,7.63和2 mg/L,出水水质达到了GB/T18920-2002《城市污水再生利用城市杂用水水质》标准。     

不同相对分子质量的有机物对膜通量的影响

采用截留分子量分别为10、30kDa的聚醚砜膜和100kDa的聚偏氟乙烯膜对原水进行分级处理,并采用截留分子量分别为150kDa的聚偏氟乙烯膜和0.1μm的醋酸纤维素膜对出水进行膜过滤试验,研究不同相对分子质量的有机物对膜通量的影响.结果表明,虽然相对分子质量>30kDa的大分子有机物仅为总有机物的15%,但它分别引起微滤膜的通量下降86%和超滤膜通量下降54%.混凝处理可以去除相对分子质量>100kDa的有机物,这部分有机物导致通量下降40%以上.因此,尽管混凝处理仅去除10%的有机物,但改善通量的效果显著.粉末活性炭可以去除相对分子量<30kDa的小分子有机物,这部分有机物对通量下降的贡献程度甚低.因此,尽管粉末活性炭去除76%的有机物,但改善通量的效果甚微.预处理改善通量的效果并不取决于去除有机物的多少,而是取决于所去除的有机物对通量的影响大小.     

MWNTs/TiO2/聚酯功能复合膜吸附及其净化性能

以聚酯工业滤布为基膜,采用溶胶凝胶和浸渍方法制备了具有吸附-光催化功能的多壁碳纳米管(MWNTs)/TiO2涂层的复合膜,该复合膜对模拟水样低浓度(10mg/L)的双酚A具有较高吸附性能.随着复合膜上负载二氧化钛中的MWNTs的比例(17.6%,29.9%,和46.0%)增加,吸附去除率显著提高;吸附饱和的复合膜上的污染物双酚A可通过20W 紫外灯(l=254nm)照射Fenton氧化反应去除.吸附实验和HPLC分析表明,除了超声处理会引起浸渍负载的材料脱落外,复合膜吸附性能恢复较好.     

附加电场对中空纤维膜污染的减缓作用

通过对新型附加电场的中空纤维膜组件的实验室研究,探讨了电场对缓解微滤膜污染的作用.在恒定流量下过滤含有20mg/L腐殖酸的原水,无电压时,跨膜压力从0.0200MPa上升到0.0300MPa耗时2h,而施加60V电压时该时间段延长至10h.研究表明,原水中的腐殖酸在电场中发生电泳迁移,减少了向膜表面的移动,其对膜的污染被减缓;同时腐殖酸在电场中发生凝聚现象,沉积在膜表面形成疏松的滤饼层,是跨膜压力增加缓慢的另一原因.     

Tb(Ⅲ)对辣根叶片膜脂脂肪酸构成的影响

以辣根为材料,研究叶面喷洒Tb(Ⅲ)对辣根叶片膜脂脂肪酸构成的影响,结果表明,5 mg·l-1和60 mg·l-1 Tb(Ⅲ)均能增加膜脂饱和脂肪酸的百分含量,而降低不饱和脂肪酸含量,尤其是亚麻酸,但5mg·l-1 Tb)(Ⅲ)未能改变不饱和度指数,60 mg·l-1 Tb(Ⅲ)使不饱和度指数显著降低,同时,Tb(Ⅲ)使辣根叶片HRP活性降低,膜脂发生过氧化,表现为MDA含量增加,因此,Tb(Ⅲ)处理下膜脂脂肪酸的变化与Tb(Ⅲ)诱导的自由基升高有关,且在所有脂肪酸中,亚麻酸在稀土对膜脂脂肪酸影响中贡献最大.