Shift to continuous operation of an air-cathode microbial fuel cell long-running in fed-batch mode boosts power generation

Microbial fuel cells (MFCs) which are operated in continuous mode are more suitable for practical applications than fed batch ones. The aim of the present study was to characterize an air-cathode MFC operating in continuous mode and to determine the intrinsic properties for suitable performance and scalability. Air-cathode MFCs were constructed from plexiglass with a total working volume of 220 mL. Zirfon® separator used in this MFC had cross section area of 100 cm². The air cathode MFCs were operated in fed-batch mode and then shifted to the continuous mode. To determine the behavior of anode and cathode in long term operation (274 days), their contribution in MFC performance was evaluated over time. Once the active biofilm was formed, power production and substrate consumption rate were significantly higher. The internal resistance increased with the passage of time. After stabilization of biofilm when the MFC was placed in close circuit by connecting an external resistance, the anode-reference and cathode-reference electrode behavior showed that anode potential is near to the bacterial cell inside potential. The maximum open circuit voltage achieved was 623 mV and the highest power and volumetric power density were 38.03 mW/m² and 1296 mW/m³, respectively.     

DBO模式在污水处理行业的应用研究

DBO模式是PPP模式之一,在国家大力推进PPP模式之际,尝试开展DBO模式在污水处理行业的应用研究,分析污水处理行业发展趋势与问题,DBO模式在污水处理行业应用的适用领域与适用条件、优点,提出DBO模式在污水处理行业的推行路径,希望通过DBO模式解决污水处理行业的问题,促进行业健康发展。本文认为,城镇、乡镇与村庄生活污水处理、工业企业废水治理等领域具有项目设计与建设非标准化、项目需求明确、责任边界清晰、项目运营服务质量和成本容易监测等特点,应用DBO模式具有可行性。这些领域内的项目若有可靠的建设资金来源、稳定的运行费用保障机制、急于改善的区域水环境质量及严格的环保设施运行需求,适合采用DBO模式。DBO模式可以提高这些项目的建设质量和运营质量,节约成本,缩短建设周期,提高抗风险能力。同时,在行业层面,能够解决这些领域面临的项目设计不合理、建设质量不高、运行费用高、运行管理不善、闲置等诸多问题,可以促进先进实用技术和管理经验的应用,提高行业技术和运营管理水平的整体进步。因此,建议政府从开展实施试点、制定行业规范、加大宣传和推广、颁布政策文件等方面大力推进DBO模式在污水处理行业的应用。     

DBO模式在医疗废物集中处置设施中的应用探讨

我国医疗废物集中处置行业呈现多种投资来源和多种运营模式并存的格局,医疗废物集中处置设施建设和运营主要采用以BOT为主的特许经营模式,部分设施由于模式选择不当,导致产权边界不清、稳定运行困难等问题,一定程度限制了行业的可持续发展。近年来开始应用于我国污水处理设施的DBO模式具有责任主体一致、建设运营效率较高等特点,在环境污染治理领域的应用前景较为广阔。本文通过对DBO模式和BOT模式的所有权归属、责任主体、实施期限等方面进行对比,分析得出DBO模式较BOT模式在设施的运营阶段具有突出优势,应用于医疗废物集中处置设施可以更有效地保证运营效率、节约财政支出、强化政府监管。同时,预期在医疗废物集中处置项目中推行DBO模式可能存在的阻碍,包括政府积极性不高、招商面临一定难度、实施过程的不确定因素较多等,并有针对性提出了在中小城市开展试点、发放环境基础设施建设债券、邻近区域多个项目捆绑招商等建议,以促进DBO模式在医疗废物集中处置设施中的应用。     

基于灰色模型和模糊神经网络的综合水质预测模型研究

水质状态变化趋势预测研究对水资源管理和维护具有重要的现实意义。提出了一种将灰色模型和模糊神经网络相结合的水质预测模型。首先基于改进的灰色模型预测出水体中各理化因子在未来一段时间内的指标变化,然后采用T-S模糊神经网络对各单因子的预测值进行数据融合,构建水质变化综合趋势预测模型,预测出下一时间段的水质整体状态指标。实验表明,这种方式用来预测湖泊水质变化趋势具有可行性;与BP网络模型相比,基于T-S模糊神经网络系统的模型具有预测精度高、模型系统稳定等优越性。     

SBR分段进水工艺提高污水厂的脱氮效率

研究了SBR分段进水工艺用于污水厂升级改造并提高脱氮效率的方法,通过对昆明某污水厂实际运行工艺的实际调研,决定从运行模式、进水方式和排水比变化三方面用SBR研究影响脱氮效率的因素。结果表明,将原工艺2次搅拌、2次曝气的运行模式改为1次搅拌、1次曝气,会改善原模式下第2次搅拌过程中无反硝化反应的状况,提高系统的总氮去除率;将原工艺连续进水的方式改变为间歇进水,系统的脱氮效率提高了5%以上;分3个阶段研究了排水比在20%~40%之间变化对总氮去除率的影响,每阶段2个反应器的对比实验发现,排水比变大相应的总氮去除率升高,但当排水比为35%和40%时系统出水中会有较高浓度的氨氮,因此,排水比为30%最为合宜。     

道路机动车活动水平调查及其污染物排放测算应用——上海案例研究

采用上海市车辆数据和机动车年检站实地调查方式获取车辆技术及分布,用GPS设备采集机动车行驶工况,通过交通流量录像的现场计数的方法获得道路车流分布。调查结果显示,在用汽车排放水平85％以上都达到或超过国Ⅱ标准;在低速、怠速工况区间内,社会车辆的比功率比例最低;道路轻型客车（含出租车）日平均车流量占总车流量的80％以上。机动车活动水平的详细调查将有助于上海实际道路机动车排放清单的精确计算,并获取主要的排放源及其影响因素。     

基于运动学分析的高切坡稳定性评价

本文以三峡库区秭归县桐树湾高切坡为例,根据高切坡的岩性及其倾向将高切坡分为三段,对高切坡区的结构面进行统计分析,采用赤平投影法确定了优势结构面及结构面交线的产状,同时采用运动学分析方法在仅考虑重力作用下,对三段高切坡分别进行了平面破坏、楔形破坏与倾倒破坏3种破坏模式的最大安全开挖切坡角的确定,并与实际开挖切坡角进行对比分析,评价高切坡的稳定性,结果表明:三段高切坡发生3种基本破坏的最大安全开挖切坡角大于高切坡目前的切坡角,可见在仅考虑重力作用下,三段高切坡发生3种破坏的可能性较小,处于稳定状态。该研究可为高切坡治理设计提供依据。     

Molecular characterization of root exudates using Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry

The release of root exudates (REs) provides an important source of soil organic carbon. This work revealed the molecular composition of REs of different plant species including alfalfa (Medicago sativa L.), bean (Phaseolus vulgaris L.), barley (Hordeum vulgare L.), maize (Zea mays), wheat (Triticum aestivum L.), ryegrass (Lolium perenne L.) and pumpkin (Cucurbita maxima) using electrospray ionization coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (ESI FT-ICR MS). The combination of positive ion mode (+ESI) and negative ion mode (-ESI) increased the number of the molecules detected by ESI FT-ICR MS, and a total of 8758 molecules were identified across all the samples. In detail, lipids and proteins and unsaturated hydrocarbons were more easily detected in +ESI mode, while aromatic compounds with high O/C were readily ionized in -ESI mode, and only 38% of the total assigned formulas were shared by -ESI and +ESI modes. Multivariate statistical analysis of the formulas indicated that the close related plants species secreted REs with similar molecular components. Moreover, the unsaturation degree and nitrogen content were the two key parameters able to distinguish the similarities and differences of molecular components of REs between plant species. The results provided a feasible analysis method for characterization of the molecular components of REs and for the first time characterized the molecular components of REs of a variety of plant species using ESI FT-ICR MS.     

基于修正组合模型的青海省城市需水量预测

根据城市用水量系统具有非线性和随机波动性的特点,为了充分发挥组合灰色神经网络预测模型能够综合单变量预测及非线性处理的优势,同时降低组合权系数计算方法的不确定性对模型预测效果的影响,论文提出了基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型。将其应用于1980—2009年青海省城市用水量序列的拟合分析,并预测其2010、2015以及2020年的城市需水量。结果表明:基于马尔科夫链修正的组合灰色神经网络预测模型预测结果的误差更小,精度更高。     

我国煤炭资源综合开发布局与模式研究

煤炭是我国的基础能源。在分析了我国煤炭资源分布特点、煤炭生产与消费状况基础上,按照从东到西3个开发区带,共7个规划区的开发格局,依据不同规划区煤炭资源保证能力和现有生产布局,提出了各规划区煤炭资源的开发思路和组建大型企业集团的设想。针对煤炭企业产品结构单一的问题,探讨了通过适当延长产业链,增加产品的附加值,实现煤矿区可持续发展的综合开发模式,给出了几种可供选择的综合开发模式类型。从建设能源基地、解决能源运输问题和加强煤炭资源勘探等方面讨论了煤炭资源综合开发中需要解决的几个关键问题。