邻苯二甲酸酯鼓泡生物降解

该课题测试了邻苯二甲酸酯类化合物的鼓泡生物降解行为。结果表明，邻苯二甲酸酯的降解速率常数（kb)与其烷基链长度之间存在良好的相关性，kb=0.0009x^2-0.019x 0.1123，相关系数r=0.9906；浓度超过500mg/L时，邻苯二甲酸二乙酯可抑制自身的生物降解；中间产物邻苯二甲酸浓度超过50mg/L时，也对邻苯二甲酸二乙酯的生物降解有明显的抑制作用。     

二株假单胞菌降解生物质气化洗焦废水COD的特性研究

为了使生物质气化中产生的洗焦废水得到循-环使用，首先用木屑、活性炭过滤预处理，滤液用菌种Pseudomonas SP1和Pseudomonas SP2进行进一步好氧降解。结果表明，COD浓度小于1800mg／L，采用两种菌降解颗粒活性炭过滤后的洗焦废水，均达到了理想的降解效果。SP1和SP2的COD去除率分别为73．2％和82．9％，SP2的降解效果明显好于SP1。当SP1和SP2等量混合降解颗粒活性炭过滤后的洗焦废水时，COD去除率达到98．1％。然后用生物膜反应器处理未经过滤预处理的生物质气化洗焦废水，经挂膜和增菌后，反应器可得到稳定和高效的运转，进水浓度1800mg／L，水滞留期保持在36h，洗焦废水的COD去除率为89％，苯、萘、酚、蒽、喹啉和异喹啉的去除率达到了理想的效果。     

竹木质素的NaOH-乙醇水溶液热降解及产物分析

本研究以NaOH-乙醇水溶液为溶剂体系对竹木质素进行热降解,主要考察了NaOH浓度、反应温度、反应时间、乙醇用量等条件对竹木质素降解转化为酚类化合物的影响。通过GC-MS及FT-IR对降解产物进行分析检测,得出最佳反应条件为：竹木质素5 g,NaOH浓度（基于乙醇水溶液）20 g/L,乙醇10 mL,反应时间2 h,反应温度240℃。在此条件下,降解产物中总的酚类化合物的相对峰面积为73.88%,残渣率为30.67%。竹木质素的降解主要产物是酚类化合物：苯酚（17.98%）、2-甲氧基苯酚（16.49%）及1,2-苯二酚（10.03%）。与现有文献相比,本文竹木质素在碱性乙醇溶剂体系中降解能够获得较高产量的酚类化合物,有望实现竹木质素的高值化利用。     

温度与负荷对餐厨与果蔬垃圾混合厌氧消化酸化产物的影响

研究了餐厨果蔬生物质垃圾以一定比例混合后,控制不同温度和不同进料负荷条件的厌氧消化反应,观察酸化效果,达到定向产乙醇和乙酸的目的。结果表明,餐厨与果蔬垃圾的配比以可挥发性固体质量4∶1(VS),F/M=4∶1(VS),反应温度为45℃,初始负荷以总固体TS质量浓度为60 g/L时的定向酸化性能最佳,体系的溶解态化学需氧量SCOD最终达到1 100 mg/(g·L),可挥发性有机物浓度VFA达到320 mg/(g·L),相比反应开始时分别增加了50%和150%。厌氧水解和酸化过程基本同步,乙醇和乙酸在所测定的中间产物中比例最大,分别达到56%和42%,并且其产生过程持续进行。35℃条件适合乙醇转化为乙酸,55℃条件会快速进行乙醇型发酵。     

柴油机排气颗粒浓度和粒径分布特征试验研究

研究了6114柴油机不同工况下排气颗粒的数浓度、体积浓度和粒径分布特征，测试工况下柴油机排气颗粒数浓度均呈包括核模态（峰值粒径为10nm-20nm）和积聚模态（峰值粒径为50nm～80nm）的双峰对数正态分布。高转速下排气颗粒数浓度和体积浓度大于中间转速时的数浓度和体积浓度。相同转速下，颗粒体积浓度随负荷增加而增大，而数浓度高转速下随负荷增大而增加，中间转速下随负荷增加没有规律性变化。相同转速下，积聚模态数浓度随负荷增加而增大，核模态数浓度高转速下随负荷增大而增加，但在中间转速下随负荷增加无规律性变化。相同转速下，随负荷增加，核模态峰值粒径有减小趋势。中间转速下积聚模态峰值粒径随负荷增大先增大后减小，高转速下积聚模态峰值随负荷变化无明显变化。中间转速下排气颗粒的核模态峰值粒径小于高转速下核模态的峰值粒径，积聚模态峰值粒径大于高转速下积聚模态的峰值粒径。排气颗粒中核模态粒子占有较大的数量百分比，积聚模态粒子占有较大的体积百分比。     

抗生素对猪场废水厌氧生物处理的影响

研究了阿莫西林对猪场废水厌氧生物处理的影响.试验结果表明,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率为614mL/(L·d),饱和常数为3236mg COD/L;降解实际猪场废水的最大甲烷产生速率为367mL/(L·d),饱和常数为2760mgCOD/L.在无抗生素的情况下,水解发酵是厌氧消化的限速步骤,存在10mg/L扎阿莫西林时,厌氧活性污泥降解模拟废水的最大甲烷产生速率降低59.1%,饱和常数降低14.6%,阿莫西林对厌氧污泥最大比基质降解速率和饱和常数均产生显著影响.基质COD浓度超过5000mg/L,在阿莫西林抑制作用下,厌氧活性污泥降解蔗糖的最大产甲烷速率稍低于丁酸盐,而两者的最大产甲烷速率远远低于乙酸,水解发酵和产氢产乙酸可能是猪场废水厌氧消化的限速步骤.     

沼泽红假单胞菌两步法降解焦油中苯酚产氢气

试验通过沼泽红假单胞菌好氧、厌氧两步法降解生物质焦油中苯酚产氢气。在好氧环境下,随着浓度的增大,苯酚降解率减小,经高效液相色谱测定其降解中间产物是邻苯二酚。邻苯二酚开环催化生成的乙酸、丙酸等作为沼泽红假单胞菌光合厌氧产氢气的底物。两步法过程中始终用同一菌种反应,最终把苯酚转化为高热值氢气。     

多孔板水力空化装置最佳水力条件的确定

为研究水力空化对难降解有机物的处理效果,选用罗丹明B,采用多孔板水力空化装置进行降解试验。试验研究的关键是水力因素对降解率的影响,基于试验结果,通过量纲分析,得出了降解率量纲表达式以及空化数、雷诺数、孔板厚度与孔板孔径之间的关系,这一关系是确定多孔板水力空化最佳水力条件的依据。最佳水力条件下试验结果表明,当罗丹明B溶液浓度小于1.5mg/L时,罗丹明B在降解过程中浓度反而会增加,当罗丹明B溶液浓度大于一定浓度,降解率趋于稳定。     

钾元素对纤维素热解特性的影响

为考察钾元素及其存在形态对生物质热解特性的影响,实验用不同浓度的KAc和KCl溶液浸渍微晶纤维素,其热重结果表明,钾能促进纤维素低温分解、降低热解反应速率并使固体焦产率增加,能降低纤维素热解的表观活化能,活化能随钾添加量的增加而降低。通过对KCl、KAc浸渍纤维素的热重-红外(TG-FTIR)分析结果表明,钾能使纤维素热解向低小分子产物转化,但其作用能力受到添加盐种类的影响,KAc对热解反应温度、产物的影响显著大于KCl,使纤维素热解分为两段,而KCl的作用能力易受到添加量的限制。生物质中以有机结合态存在的钾对热解的过程的影响大于以无机态存在的钾。     

不同温度下反应溶液对麦秆水热碳化的影响

为了研究回收溶液中生物质的水热碳化过程和产物特性,在间歇式反应釜中,以麦秆为实验原料,麦秆水热反应溶液为溶剂,进行反应温度为160~240℃,停留时间为120 min的水热碳化实验研究。研究结果表明:同纯水作溶剂相比,回收溶液为溶剂时,随反应温度的升高,固体产物产率增加2%~5%,有序化和芳香化程度逐渐升高,热稳定性增强;液体产物中还原糖浓度从160℃时的7.572 g/L下降至240℃时的2.753 g/L,乙酸浓度从2.698 g/L增加至6.852 g/L,糠醛和5-HMF浓度变化幅度很小;乙酸的累积对水热碳化过程有催化作用。回收利用反应溶液有利于液体产物中碳的固存和反应强度的降低。     

降解生物质气化洗焦废水微生物的选择

选用首都师范大学生物系保存的菌种，采用单一菌种和混合菌种对生物质气化洗焦废水进行生物降解，选择有较好降解生物质气化焦废水能力的微生物。当洗焦废水含量为100mL/L时，单一菌种和混合菌种可使洗焦废水中的COD去除率分别达到58．3％和81．4％。混合菌种对洗焦废水的降解率明显高于单一菌种，当洗焦废水含量分别为150mL/L,200mL/L和300mL/L时，混合菌种S4对洗焦废水的COD去除率分别是63．6％，56．7％和51．2％，随着洗焦废水含量增加，微生物对其降解速度减慢，降解率降低。洗焦废水含量在100mL/L以下时，混合菌种对其有理想的降解效果。     

纳米TiO2协同Fenton试剂光催化降解甲基橙

采用纳米TiO2协同Fenton试剂光催化降解甲基橙,研究了纳米TiO2与Fenton试剂的协同效应,考察了H2O2用量、甲基橙溶液的初始浓度及初始pH值对降解效率的影响,并对其降解动力学规律作了初步探讨。结果表明:纳米TiO2强化了Fenton试剂对甲基橙的降解效率,它们之间产生了较强烈的协同效应。在实验过程中,纳米TiO2协同Fenton试剂光催化降解初始浓度30mg/L、pH=3.0的甲基橙120min,其降解率达到99.4%,分别是同等实验条件下单独纳米TiO2降解率的2.63倍,单独Fenton试剂降解率的2.32倍,是两者算术和的1.2倍。在实验浓度范围内,甲基橙的降解反应符合准一级动力学过程;与Fenton反应相比,在0.2、0.4、0.6g/L纳米TiO2的协同作用下,甲基橙的降解表现反应常数分别提高了1.71、2.51和3.36倍,半衰期相应缩短。另外,H2O2用量、甲基橙溶液初始浓度及初始pH对降解率有一定影响。     

液相生化法烟气脱硫实验研究

将过渡金属(Fe3 /Fe2 电对)催化氧化与微生物代谢功能结合,利用铁离子Fe3 的强氧化性,将S(Ⅳ)氧化为S(Ⅵ),本身还原为Fe2 ;利用微生物(DYB1)的代谢作用迅速将Fe2 转化为Fe3 ,二者协同作用完成脱硫循环。室内试验在液气比L/G:2.70~8.40 L/m3,输灰量:16~30 g/min,湍球塔内风速:4~15 m/s,铁离子浓度(以Fe2O3计算):1.60~3.00 g/L,pH:2.7~5.0,SO2浓度:2 574~5 434 mg/m3下进行,结果表明,Fe3 浓度对于反应有明显控制作用,生成物Fe2 、SO24-对反应有抑制作用,特别是Fe2 ,由于其可与HSO3ˉ生成内界配合物,影响SO3.ˉ自由基的产生,从而导致氧化还原反应的终止。加入DYB1后,可以有效地将Fe2 转化为Fe3 ,使氧化还原反应得以持续,脱硫率在同等条件下和不加DYB1时相比高19~49个百分点。     

硅碳素再生除锰效果试验研究

对硅碳素（ANJ．SIC）的再生及再生后去除水中Mn^2＋的效果进行试验研究。试验表明,用NaOH再生后的硅碳素（ANJ．SIC）与再生前相比,出水Mn^2＋浓度达到0．1mg／L以下的时间有所延长。当原水Mn^2＋浓度范围为2．162～2．24mg／L、流速为10．4m／h时,再生后硅碳素（ANJ．SIC）出水Mn^2＋浓度在0．1mg／L以下的时间比再生前延长了近1倍。对再生率进行了试验研究,得出再生次数与再生率的关系。试验表明,用NaOH再生后再生率在第二次时能达到182．3％,平均再生率为170％。对再生机理进行了深入的分析研究;     

金属钙离子浓度对PEMFC性能影响研究

通过向PEMFC阳极添加3种浓度(即50、200、500 mg/L)金属钙离子溶液,研究金属钙离子浓度对PEMFC性能的影响。实验结果表明,随着Ca~(2+)浓度增加,燃料电池电压不断降低。在电流密度为500 m A/cm~2,相同的污染时间9 h的条件下,经50、200、500 mg/L Ca~(2+)污染后的电池电压相对于未污染的电池电压分别降低了14%、29%、64%;燃料电池的最大功率密度随着金属Ca~(2+)浓度的增加而降低,经50、200、500 mg/L Ca~(2+)污染9 h后的电池最大功率密度相对于未污染的电池最大功率密度分别降低了24%、33%、43%。电池经500 mg/L Ca~(2+)污染6 h,在500 m A/cm~2电流密度下恒电流放电2 h后,电池电压降低了58%。这些结果表明,Ca~(2+)及其浓度对PEMFC的电化学性能有显著的影响。     

利用盐差能降解有机废水的数值研究

为了解决电化学废水处理能耗过高的问题,将由盐差能驱动的逆电渗析(RED)应用于电化学废水处理。构建RED反应器降解有机废水的数值模型,分析污染物在电极室内的浓度分布、电极动力学以及系统效率。结果显示：降解过程中电极室存在明显的浓度极化,且越接近出口极化现象越明显。在一定范围内增加过电位可以提高电极反应电流密度,加快反应速率。阴极上主导反应为H₂O₂生成;阳极上主导反应为析氧与析氯反应。析氧反应强度大于析氯反应,说明降解过程中存在明显的副反应使降解速度降低。当电流密度为24.84 A/m²时,瞬时电流效率(ICE)最大,总能耗(TEC)最小。     

2-乙基蒽醌修饰碳电极电芬顿法解聚纤维素

以2-乙基蒽醌修饰的石墨/聚四氟乙烯电极作为阴极,通过电芬顿反应降解纤维素,考察了盐酸浓度、电解电位和氯化亚铁含量等因素对纤维素降解的影响。结果表明,由1 mol/L盐酸和0.4 g氯化亚铁组成的100mL溶液中,在电解电势为-1.2 V(vs.SEC)下,电化学降解4 h,纤维素的解聚率为85.8%。采用苯酚-硫酸法确定了降解产物中可溶性糖的含量,用核磁和质谱对降解液中的提取物进行了表征,分析表明,产物中含有5-羟甲基糠醛。文章把环境友好的电芬顿法引入到纤维素的降解研究中,取得了初步进展,推动了可再生能源纤维素的利用。     

麦秆水热炭化水溶液循环对碳及水溶物分布的影响

以农业废弃物麦秆为原料,通过水溶液循环利用的水热炭化实验,对麦秆水热炭化过程中碳及水溶有机物主要组分浓度的分布进行了深入研究。结果表明:在220℃、120 min、液固比为30∶1的水热条件下,随水循环次数的增加,水溶产物产率及碳质量分数逐渐减少,水循环第6次以后,水溶产物产率和碳质量分数变化不大,分别约为15%和5%;水溶产物中还原糖、糠醛和5-羟甲基糠醛(5-HMF)的浓度均随循环次数的增加而减少,而乙酸浓度一直呈逐渐增加趋势,并催化了水热炭化反应,水循环第10次时,乙酸浓度达到18.32 g/L。     

复合菌系FLW-1在分批补料中的发酵特性及其种群动态

以稻草为唯一碳源,从堆肥的高温期样品中成功定向筛选出一组复合菌系(命名为FLW-1),该复合菌系具有较强的遗传稳定性和pH缓冲能力.模拟生产实践进行连续批次补料实验,结果表明:复合菌系FLW-1适于微好氧环境发酵,在24h内DO值由最初的4.50mg/L迅速降为0.25mg/L,之后到发酵结束DO值一直维持在0.05～0.10mg/L之间,其主要的发酵液相末端产物中90％以上是乙酸,这对后续产甲烷相的产气提高起到至关重要的作用.其连续发酵过程中微生物种群的动态结果显示,耐高温的短小芽孢杆菌类和具有高聚物强降解能力的抗热厌氧梭菌属是复合菌系降解底物的主要微生物类群.     

用旋转环盘电极测定n—砷化镓电极的稳定度

光生空穴与溶液中还原剂反应还是与半导体本身反应存在着竞争过程,本工作采用旋转环盘电极区分此竞争过程的两部分电流,研究了pH=1.0的硫酸亚铁和pH=9.2的亚铁氰化钾对n-砷化镓电极的稳定作用。结果表明,稳定度随还原剂浓度的增加、电流密度的降低而增加,但当溶液中pH增大时,砷化镓价带边的能级正移,在pH=9.2的亚铁氰化钾溶液中,价带边与亚铁氰化钾的已占领态重叠的机率很小,所以稳定度极小。结果还证明,稳定作用确是通过还原剂竞争光分解中间产物进行的,光分解为6电子的连续反应,还原剂竞争中间产物的结果,终止了分解反应,减少了光分解电流。