微生物胞外电子传递过程强化机制及污染物高效转化

微生物水处理技术因运行成本低、处理量大、环境影响小等优点,被广泛的用于市政污水和工业废水的处理.微生物水处理的本质过程是生物催化氧化,涉及不同微生物种群间物质、能量和电子传输过程,而微生物胞外电子传递过程是影响其处理效率的关键因素之一.本研究立足于微生物氧化的原理,从介体材料强化、光电磁强化及微生物电化学强化等角度,系统论述了铁基材料、碳基材料、光、电、磁等对微生物电子传递过程的影响与机制.在此基础上,本论文总结了微生物电化学系统原理,分析了该系统中各类强化材料、强化技术对微生物胞外电子传递的影响,揭示了强化条件下污染物高效转化的作用机制,介绍了基于各种强化原理的系统构建因素及应用现状,并展望了该技术的发展趋势及存在的挑战.     

一种船舶用钢预膜缓蚀剂的研究

目的研究CP-CI021海水介质预膜缓蚀剂的缓蚀行为及复配工艺。方法主要采用失重法和电化学阻抗谱(EIS)研究CP-CI021对Q235碳钢在海水介质中的缓蚀行为,并优化出预膜缓蚀剂最佳复配工艺。结果 CP-CI021预膜缓蚀剂具有优异的缓蚀性能,经预膜处理的Q235碳钢测试的EIS阻抗模值增大了2个数量级。结论得到了预膜缓蚀剂的最佳复配工艺,有机膦PHA质量浓度为7.3 g/L,助剂A质量浓度为3 g/L,助剂B质量浓度为5 g/L,缓蚀效率高达98.4%。     

Si对低合金钢耐海水腐蚀性能影响的电化学研究

目的研究Si对低合金钢耐海水腐蚀性能的影响。方法采用真空电弧炉冶炼了不同硅含量的低合金钢,通过极化试验研究钢在海水中的腐蚀特性。采用交流阻抗和线性极化研究锈层对钢的保护作用,并对夹杂物进行SEM及EDAX分析。结果当硅的质量分数小于0.9%时,其在海水中的腐蚀速度随硅的质量分数增加而增加;当硅的质量分数大于0.9%时,其在海水中的腐蚀速度随硅含量的增加而减小。随浸泡时间延长,钢的耐蚀性降低。结论 Si的质量分数为0.9%时,钢耐蚀性的最好,锈层对钢的腐蚀不具有保护作用。     

Electrochemical oxidation of recalcitrant organic compounds in biologically treated municipal solid waste leachate in a flow reactor

Biologically-treated municipal solid waste （MSW） leachate still contains many kinds of bit-recalcitrant organic matter. A new plate and frame electrochemical reactor was designed to treat these materials under flow conditions. In the electrochemical oxidation process, NH3 and color could be easily removed by means of electro-generated chlorinefaypochlorite within 20 min. The effects of major process parameters on the removal of organic pollutants were investigated systematically. Under experimental conditions, the optimum operation parameters were current density of 65 mA/cm^2, flow velocity of 2.6 cm/sec in electrode gap, and initial chloride ion concentration of 5000 mg/L. The COD in the leachate could be reduced below 100 mg/L after 1 hr of treatment. The kinetics and mechanism of COD removal were investigated by simultaneously monitoring the COD change and chlorine/hypochlorite production. The kinetics of COD removal exhibited a two-stage kinetic model, and the decrease of electro-generated chlorine/hypochlorite production was the major mechanism for the slowing down of the COD removal rate in the second stage. The narrowing of the electrode gap is beneficial for COD removal and energy consumption.     

金属/有机涂层体系环境失效的电化学研究方法

简要介绍了金属/有机涂层体系环境失效的现代电化学研究和评价方法,包括交流阻抗技术、局部交流阻抗技术、扫描Kelvin探头技术、电化学噪声技术等.综述了这些技术的特点和应用,使用原位无损评价方法,多种技术综合研究,将有助于进行涂层性能的评价和金属/有机涂层体系环境失效机理的研究.     

改性白菜叶渣对重金属Zn~(2+)吸附性能

为了研究白菜叶渣对锌离子的吸附作用,采用静态吸附的方法,以酸碱处理后的废弃白菜渣为原材料,获得加入量(X1)、浓度(X2)、时间(X3)、pH(X4)和温度(X5)各单因素对Zn2+的最佳吸附点,再通过二次回归正交旋转组合设计对白菜渣吸附Zn2+的条件进行优化,并讨论了吸附过程中吸附等温线与动力曲线的相关特征。结果表明,当加入量0.2g、浓度2 mg/L、吸附时间5 h、pH为4以及温度20℃时,吸附达到最大95.08%,验证所测最大吸附率93.89%,与预测值基本相符。对比实验说明白菜渣对Zn2吸附效果要优于活性炭。25℃和35℃时的等温线的拟合结果表明,白菜渣对Zn2+是物理化学共同吸附的复杂过程。     

高效聚合氯化铝的电化学合成研究

研究了一种新的聚合氯化铝的制备方法—电化学合成法。该法以金属铝为阳极,AlCl₃水溶液为电解液,采取低电压、大电流工作方式。确定了影响有效铝聚合形态的电化学和溶液化学因素,成功制备出碱化度B＝2.4,有效絮凝成分Alb含量70％以上的优质聚合氯化铝液体产品。水处理絮凝实验结果证明,电解法制备的聚合铝的絮凝效果明显优于普通聚合铝和絮凝剂。     

旋转切向流与轴向流PA管式膜微滤对比试验研究

设计了一种新型旋转切向流聚丙烯管式膜器。通过建立的旋转切向流强化微滤实验装置系统 ,测定了聚丙烯PA管式膜在不同SiO2 悬浮液浓度和不同流体压力下的膜通量及其相应的时间 ;同时还测定了与旋转切向流相同工况下轴向流PA管的膜通量。实验研究结果表明 ,旋转切向流强化微滤不但系统结构简单 ,而且PA管式膜稳态通量是轴向流稳态通量的 1 6 5～ 2 5倍     

基于SEM图像处理法的化学镀Ni-P合金表面改性基底层孔隙表征

目的对Ni-P合金表面层孔隙进行定量表征。方法通过SEM微观形貌图像分析孔隙分布,运用ImageJ软件对SEM图像进行处理,并统计分析Ni-P合金表面层孔隙的孔隙率、孔隙数目、等效直径等数据。结果电化学蚀刻在改性Ni-P合金表面层制备微孔层,随时间延长,表面微孔数量增多、孔径增大。蚀刻1,3,5 min的孔隙率分别为0.85%,4.34%,11.18%,蚀刻5 min后微孔发生交联,Ni-P合金层防护性能被破坏。结论电化学蚀刻3 min可在Ni-P合金表面层获得分布均匀、等效直径主要分布在100~850 nm之间的微孔。     

低成本高分辨电化学传感技术探测大气NO2的研究

为有序疏解大气NO_2监测环境日益复杂及成本高昂的光学探测仪器缺乏灵活性的困扰,研制了基于低成本电化学传感技术的测量系统,以四电极电化学传感器为NO_2浓度传感载体,基于差分算法补偿痕量浓度下零点电流漂移的干扰,实现了对大气NO_2的定量.结果表明,系统在摆脱有线数传束缚的基础上可稳定探测NO_2,对100 ppbv的NO_2标气响应时间T9034 s,标定探得其灵敏度为0.242 m V·ppbv-1,时间分辨率为10 s时探测限为1.5 ppbv(3σ).为验证准确性,将系统置于合肥西北郊科学岛进行了连续2个昼夜的大气NO_2测量,并与参考设备CRDS系统对比,探讨了测量结果,发现除去该系统因环境湿度贴近极限工作湿度时测量结果奇异部分,二者表现出良好的一致性,R2达到0.940,线性拟合斜率为1.047±0.006,接着分析了温湿度和其他痕量气体等干扰源.研究表明,本技术可为大气NO_2高分辨在线监测提供一种低成本便携途径.