阳极初始电势对微生物燃料电池产电的影响

在微生物燃料电池中,阳极电势会对产电菌的富集和生长产生影响.为进一步明确阳极电势的作用,确定适合微生物生长的最佳阳极电势,在微生物燃料电池的阳极室中设置附加电路以改变阳极的初始电势,考察阳极初始电势对产电微生物的影响.将阳极初始电势设为350 mV时,产电微生物的生长明显变慢.而阳极初始电势为-200 mV和200 mV时,微生物的生长速度基本相同.稳定运行后,阳极初始电势分别为350、200和-200 mV的微生物燃料电池,阳极内阻分别为71、43和80 Ω.通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析微生物燃料电池稳定产电前后阳极微生物群落结构,虽然3个微生物燃料电池的阳极初始电势不同,但稳定后微生物群落结构相似,Clostridium sticklandii、Pseudomonas mendocina、Paenibacillus taejonensis在阳极的富集量最多,MFC对这3种细菌的强化富集作用最明显.     

纳滤膜过滤MBR出水的污染原因与清洗方法

为研究膜-生物反应器(MBR)出水对纳滤膜的污染原因及清洗方法,使用场发射扫描电镜、傅立叶变换红外光谱仪、原子力显微镜和接触角仪对经MBR出水污染的纳滤膜表面污染层进行了检测,结果表明,纳滤膜表面污染物包括有机物和无机物,所含元素包括磷、镁等,对经过不同清洗步骤的膜表面进行的检测表明,柠檬酸清洗可以去除镁和大部分磷,这些物质主要以无机形态存在于膜面污染物中;后续NaOH清洗可以进一步去除磷,这部分磷主要来自有机酸、有机磷或蛋白质等膜面污染物.污染使膜表面粗糙度由79.5 nm增大至111.2 nm,但接触角由55.6°变为62.1°,表明亲水性变化不大;酸洗后表面粗糙度显著减小至51.9 nm,接触角变为96.0°,表明有机污染物暴露出来,膜面呈现疏水性;再经碱洗后,膜面粗糙度与亲水性均接近于新膜.这些结果说明,先酸洗后碱洗的方法可以去除绝大部分的膜面污染物,进一步推知膜污染初期主要为有机污染,之后无机物的作用使污染进一步加重.     

臭氧对膜法水处理中膜污染的影响

膜过滤是一种高效水处理技术,包括污水处理中的膜-生物反应器（membrane bioreactor,MBR）和针对二级生物处理出水（生产再生水）、地表水（生产饮用水）的膜过滤工艺等,其中膜污染是制约膜工艺应用的一个主要问题.臭氧具有强氧化性,在水处理上得到了广泛的应用.近十几年来,针对臭氧-膜过滤组合工艺的研究正变得越来越多,因此本文对这些研究进行了系统综述与分析.在MBR组合臭氧控制膜污染方面的研究中,目前结论相对较少.可以通过对MBR进水预臭氧化或者投加适量臭氧到MBR混合液这2种方式来减轻MBR膜污染.在针对微污染水的臭氧-膜过滤组合工艺中,根据臭氧的功能和结构形式主要分为3种,分别是污染膜臭氧清洗、分离式臭氧-膜工艺和一体式臭氧-膜工艺.绝大部分报道认为臭氧可以有效地控制膜污染的发展,但也有少数投加臭氧后膜污染加剧的情况.目前,臭氧化影响膜污染机制的研究主要集中在有机物方面,根据原水水质和工艺结构参数等的不同,颗粒物、微生物和无机物质也在这个过程中起着相应的作用.另外,在迄今为止的研究中,还缺乏对于臭氧投加方式和分散方式的统一衡量和比较标准.作者建议应该加强对一体式臭氧-膜组合工艺的研究,并且要注意臭氧投加的工艺经济性.     

颗粒海藻酸镧对饮用水中氟的吸附去除

以氯化镧与海藻酸钠为原料,采用滴球法制备了粒径为1～1.5mm的海藻酸镧小球,经过水洗、干燥后得到镧负载量25%(质量分数)的海藻酸镧颗粒吸附剂,应用该吸附剂进行饮用水除氟研究.通过间歇吸附实验,分别进行了吸附速率、pH值影响、吸附等温线、共存离子影响等吸附性能评价,并对吸附前后吸附剂表面与溶液组成变化进行研究.结果表明,该颗粒的吸附速率很快,反应2h后出水氟浓度即逐渐趋于稳定,吸附速率曲线符合拟二级反应速率方程;吸附效果受pH影响显著,在pH=4附近吸附量最大;吸附等温线数据对Langmuir方程拟合较好,其最大吸附量高达197.2mg·g-1;在常见无机干扰离子中,磷酸根与碳酸根对吸附有较大负面影响.SEM照片显示吸附前、后颗粒表面形态差异明显;吸附前、后颗粒表面EDX成分分析及溶液中离子浓度测量结果显示,吸附过程中溶液中F-同时与颗粒表面Cl-及OH-发生离子交换作用.     

MBR污水处理工艺中活性污泥动力学参数测定

缺乏可靠的污泥动力学设计参数是膜-生物反应器（membrane bioreactor,MBR）工艺在实际应用中遇到的主要问题之一.以某座处理城市污水的实际规模MBR工程的好氧活性污泥为对象,采用耗氧速率表征方法,测定计算得到以下动力学参数值：异养菌产率系数Y_H＝0.693、自养菌产率系数Y_A＝0.263、异养菌衰减系数K_dH＝0.108 d^-1、自养菌衰减系数K_dA＝0.089 d^-1、COD最大比去除速率v_mS＝1.94 mg·(mg·d)^-1、COD去除半饱和常数K_S＝34.6 mg·L^-1、氨氮最大比去除速率v_mN＝0.18 mg·(mg·d)^-1、氨氮去除半饱和常数K_N＝1.06 mg·L^-1.以上结果与传统活性污泥法工艺（CAS）中污泥的文献报道值相比,Y_H和K_dH较高,而v_mS和v_mN较低.MBR的高污泥浓度条件可能是导致上述差异出现的主要原因.     

污水处理厂进水数据特征识别与案例分析

污水处理厂进水水量和水质呈现复杂的变化模式,准确掌握进水数据的变化特征已经成为改善工艺运行的关键.已有定性分析方法一般难以准确解释和预测变化特征,而已有定量分析模型常常结构复杂和实现难度大,需要针对应用需求进行改进.本研究使用统一模型描述进水特征并简化了实现方式.基于经典统计分析和开源Prophet模型,进行了污水处理厂进水数据的预处理、统计、建模和可视化.最后使用3座污水处理厂的实际数据,识别了多重季节性、长期趋势、节假日等的影响特征,说明了统一模型对污水处理厂进水特征的解释和预测能力.结果可供污水处理工艺优化运行和环境时序数据解析等参考.     

高分离纳滤系统在煤化工高盐废水零排放中的应用

提出了1种由3个纳滤子系统构成的高分离纳滤系统,开展了该纳滤系统在煤化工高盐废水零排放工程中的应用及效果分析。结果表明:纳滤系统的SO₄2-和Cl-平均截留率分别为99.7%和-13.7%,平均水回收率高达81.9%,对1、2价盐分离效果较好;纳滤系统和各子系统在连续运行中的水回收率和运行压力波动较小,系统运行稳定性较高;纳滤系统的COD、Ca2+和Mg2+平均截留率分别为47.6%、76.9%和86.0%,而纳滤1、2、3子系统的清洗频率分别仅为每月2.1,0,1.0次,表明系统具有较高的抗污染性能。工程应用表明,高分离纳滤系统在高盐废水零排放领域具有很好的应用前景。     

膜-悬浮光催化降解反应器中催化剂活性及其影响因素分析

考察了膜 悬浮光催化降解反应器小试系统在处理自配废水的连续运行中催化剂活性的变化 .试验发现 ,经两周的连续运行 ,催化剂活性有明显降低 ,降为原催化剂活性的 1 4 % .分析引起催化剂活性降低的可能原因有 :催化剂颗粒的聚集、有机污染物和无机垢体在催化剂表面的附着 .采用超声波粉碎、次氯酸钠碱洗和盐酸酸洗的方法来恢复催化剂活性 .结果表明 ,采用 1 0 %的盐酸清洗可使催化剂活性恢复到初始值的 6 4 %左右 ,效果最明显 .推测由于水中硬度在催化剂表面形成的CaCO3沉淀是导致催化剂活性降低的最主要因素 .     

出水水头对自生生物动态膜过滤性能的影响

增加出水水头不利于自生生物动态膜(SFDM)的恢复.随着恢复期出水水头的增加,SFDM的稳定出水通量逐渐达到一个极限通量,约为35L·(m²·h)^-1.继续增大出水水头,稳定出水通量甚至有降低的趋势在相同的出水通量下,动态膜的稳定运行时间随着恢复期出水水头的增加而显著降低.当恢复期出水水头为0.5cm时,稳定运行的时间＞10d,当恢复期出水水头为10cm时,稳定运行时间＜5h.研究了产生上述现象的原因,并提出使每个过滤周期从出水水头为0处开始的操作策略.     

固定化优势菌种处理焦化废水中几种难降解有机物的试验研究

针对焦化废水中的３种难降解有机物（喹啉、异喹啉、吡啶）筛选了具有效高降解能力的优势菌种。采用无纺布－PVA复合载体对优势菌种进行包埋固定。研究了包埋固定化优势菌种对相应有机物的降解特性。结果表明,经优势菌种处理8h,3种难降解有机物均可降解90％以上。