降解苯的微生物燃料电池产电性能研究

 通过构建填料型微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）,对葡萄糖、苯为单一燃料和葡萄糖+苯混合燃料条件下MFC的产电性能及苯的降解效果进行了研究。试验结果表明,1 000 Ω外电阻条件下,以1 500 mg/L葡萄糖作为单一燃料时,MFC可获得的最高功率密度为228 mW/m2（阳极）,相应的体积功率密度为205 W/m3（按阳极室有效体积计算）; 以1 000 mg/L苯作为单一燃料时,最高功率密度为95 mW/m2（阳极）,体积功率密度为09 W/m3;以1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯为混合燃料时,最高功率密度为288 mW/m2 (阳极),相应的体积功率密度为259 W/m3。1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯混合燃料情况下,MFC在24 h内可将苯完全降解,产电周期结束时MFC的 COD去除率在95%以上。以1 500 mg/L葡萄糖和1 000 mg/L葡萄糖+600 mg/L苯分别作为燃料时,MFC可获得的库仑〖JP2〗效率分别为157%和23%。结果表明,MFC能够利用苯作为燃料,在实现高效降解的同时可稳定地向外输出电能,这为苯类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的研究思路。     

基于混沌理论的降雨量降尺度方法

将混沌理论应用于水文变量尺度分析,对无定河流域不同时间尺度(80 d,40 d,20 d,10 d和5 d)降雨量进行降尺度转换.根据关联维数法对不同时间尺度降雨量间的分解系数序列进行混沌性识别,结果表明:不同时间尺度降雨量的分解系数存在低维混沌现象,用混沌方法进行降雨量降尺度分析是可行的.在此基础上,建立加权一阶局域法多步预测模型对不同时间尺度降雨量间分解系数进行了预测,继而实现了降雨量的降尺度分析,良好的预测结果及可操作性使得混沌理论为水文序列的降尺度分析提供了一种方法.     

浮萍热裂解处理及其在微生物燃料电池中的产电性能研究

以浮萍为生物质能原料,采用酸式热裂解进行预处理,考察了处理液在微生物燃料电池(MFC)中的产电性能.结果表明:浮萍热裂解最佳预处理条件为:反应温度160℃,反应时间80 min,草酸投加量3%(质量分数).该条件下每克浮萍的还原糖产量为0.272 g,浮萍固体消化率可达到55%.当采用稀释10倍的热裂解液时,MFC的最大功率密度为521 mW·m~(-2),总内阻最小值为145.9Ω,库仑效率(CE)最大值为12.1%.浮萍酸式热裂解液浓度的增加,对MFC输出的最大电压影响不大,化学需氧量(COD)的去除率均可达到91%以上,最终pH值在7.7～8.0.三维荧光光谱分析结果表明:水中的多种有机物均得到了有效的降解.在稀释20,10和5倍酸热裂解液条件下,厌氧醋菌属(Acetoanaerobium)相对丰度分别为30.1%,42.2%和33.8%.牦牛瘤胃菌属(Proteiniclasticum)在稀释20倍时相对丰度最高,为19.5%;在稀释5倍酸热裂解液条件下,产乙酸嗜蛋白质菌属(Proteiniphilum)相对丰度最高达到16.0%.     

感潮河流沉积物中溶解氧对硝化细菌垂向分布的影响*

该文以污染严重的珠江广州河段为研究对象,分析了感潮河段沉积物中的理化性质（机械组成、碳氮、溶解氧）和硝化细菌数量的垂向分布,并利用当地菌种,设计溶解氧浓度梯度培养硝化细菌,探讨溶解氧对硝化细菌的影响。结果表明,沉积物中的溶解氧在0～10 cm间由0.26 mg/L降低到0.02 mg/L,这主要与粉砂为主的机械组成和底栖动物的活动有关;沉积物中的硝化细菌主要受溶解氧浓度的影响,室内培养与野外实验结果对照显示,沉积物中的硝化细菌在低溶解氧条件下处于抑制状态,并导致氨氮的积累;在溶解氧浓度低于0.03 mg/L时氨氧化细菌的数量比亚硝酸氧化细菌高。     

应重视并研究古代水利的科学内涵

19世纪材料与实验科学的突破,催生了西方现代水利。征服自然的西方水利规划理念,将人类对江河的利用推向了极致。但是,以高坝水库为代表的现代水利工程在推动经济发展的同时,对河流生态和流域自然环境的破坏之负面作用也日益显现。基于古代与现代水利不同规划理念的对比分析,阐述了中国古代水利所蕴含的科学和文化价值。指出未来水利应当向历史学习的若干方面,以及保护、利用水利遗产的必要性。     

基于文献计量的有机废水微生物燃料电池处理研究进展解析

有机废水的微生物燃料电池（MFC）处理与能量回收对于实现污染减排和节能具有重要意义.对2008—2021年该领域的文献进行了计量分析,从基础数据分析和热点主题词两个层面出发,探讨了该领域的研究动态.结果表明：2008—2021年共发表486篇文章,中国是发文量最高的国家,但篇均被引次数相对较低;按照主题词的演变可将该领域研究分为可行性研究、性能提升和应用转化阶段;目前该领域亟待解决的问题包括功率输出低、投入成本高、系统稳定性低等.研究结果为该领域的研究人员了解国际进展情况、把握未来研究的突破点、推动有机废水的高效处理与能源化利用提供了科学参考.