外电阻值对3A-MFC产电和脱氮性能的影响

构建三阳极单阴极型微生物燃料电池（three-anode microbial fuel cells,3A-MFC）,该间歇流反应器通过在阳极提供有机物,在阴极提供有机物、氨氮和氧气,在产电的同时实现生物阴极同步硝化反硝化脱氮。考察了外电阻值分别为1000Ω、500Ω、150Ω、50Ω时对3A-MFC产电及脱氮性能的影响,当外电阻值为150Ω时,产电量达到最大值为583C,阳极库仑效率达到最大值为1.70%,内阻达到最小值为200Ω,此时外电阻值与内阻值最接近,产电效果最好。外电阻值由1000Ω减小到150Ω时,总氮（TN）去除率从79.7%上升到最大值为84.1%,TN去除速率从7.5mg/(L·d)上升到最大值为13.1mg/(L?d)。在一定外电阻值范围内,伴随其值的减小,电子转移速率逐渐提高,同时电对微生物的刺激作用得到增强,能够实现最佳的TN去除效率和去除速率。     

不同运行方式对多阳极型微生物燃料电池反硝化及产电性能的影响

利用多阳极型微生物燃料电池（multi-anode microbial fuel cell,MA-MFC）实现生物阴极反硝化过程,分别考察了阴极和多阳极之间不同连接方式、开路或闭路状态、阴极是否存在碳源以及电阻值的大小对MA-MFC的产电性能及反硝化过程的影响。当MA-MFC的阴极存在碳源时,闭路状态下15天内的硝酸盐氮去除率为64.35%,明显高于开路状态下同样时间内的硝酸盐氮去除率（45.89%）。当MA-MFC的阴极不存在碳源时,闭路状态下15天内的硝酸盐氮去除率为17.49%,而开路状态下的硝酸盐氮浓度没有变化。此外,MA-MFC采用并联方式运行时的产电性能和硝酸盐氮去除速率比采用串联方式运行时大幅提高。而在外电阻为100Ω时,MA-MFC在串联或并联状态下均能够达到最高的硝酸盐氮去除率及较高的产电性能。综合上述条件,发现当MA-MFC处于闭路状态、采用并联方式运行、阴极无碳源以及外电阻为100Ω时,能够实现最佳的硝酸盐氮去除率和最大输出功率,分别为94.21%、2.07W/m³。     

耦合生物阴极SND的MLMB -MFC的构建与运行

为有效提高脱氮效率、降低微生物燃料电池运行成本，设计了一种新型多通道折流板无膜微生物燃料电池（MLMB -MFC）。该系统耦合生物阴极同步硝化反硝化（SND），实现产电的同时脱氮除碳。分别考察了系统的启动和运行情况，研究了不同阴极溶解氧（DO）和不同进水碳氮比（C/N）对MLMB-MFC的产电性能和SND效果的影响。经5 d启动运行后，平均功率密度达42.65 mW·m^-3，稳定运行后的最大功率密度（P_M）为94.22 mW·m^-3，有机物去除率为96.6%。阴极DO浓度为4.90~5.23 mg·L^-1、阳极基质C/N比为4时，总氮（TN）的去除率为27.9%，SND率为48.7%，表明该系统的生物阴极能较好地耦合硝化反应、异养反硝化反应和自养反硝化反应于一体，从而达到脱氮目的。     

铝系混凝剂减缓膜污染的红外光谱-多变量曲线分辨分析

超滤是一种高效的水处理技术，近年来被广泛应用于工业废水处理、生活污水回用、海水淡化预处理等领域。然而，超滤长期运行会造成膜污染。本文采用了在线混凝结合超滤工艺，使用不同形态的铝系混凝剂（硫酸铝、氯化铝或聚合氯化铝），处理含有不同溶解性有机质组分（腐殖酸、牛血清白蛋白和高岭土）的模拟原水，研究不同铝形态、不同组分及其相互作用对超滤膜污染过程的影响。本研究建立了流量衰减模型模拟膜污染过程，结合衰减全反射红外光谱（IR-ATR）和多变量曲线分辨-交替最小二乘法（MCR-ALS）的数据处理方法对膜上的多种污染物进行定性和定量分析。结果表明硫酸铝和氯化铝混凝剂均可明显提高膜比通量，减缓膜污染。该工艺混凝剂投加量低于常规处理工艺即可明显减缓膜污染。混凝剂投加量为0.4mg/L时，氯化铝混凝效果较好，混凝剂投加量为2.4mg/L时，硫酸铝混凝效果较好。低投加量（0.2mg/L、0.4mg/L）下，PAC对缓解膜污染程度不明显，反而加重膜污染。牛血清白蛋白对超滤膜的污染比腐殖酸严重。因为牛血清白蛋白的存在大大降低了混凝的效果，阻碍疏松滤饼层的形成。向原水中投加硫酸铝混凝剂，膜污染主要发生在过滤前期，即膜孔窄化、堵塞。过滤后期，膜表面形成疏松滤饼层，对膜通量影响不大，膜污染减缓。     

磷酸铁锂电池储能电站消防排水水质分析及工程对策

以磷酸铁锂电池为储能介质的化学储能电站火灾风险高，采用消防水对其灭火时会有大量的消防废水排出。磷酸铁锂电池由电解质锂盐、电解液等组成，成分复杂，目前缺乏消防排水的水质研究，在实际工程中对消防排水的出路存在争议。针对不同新旧程度、不同充电程度的100 Ah容量磷酸铁锂电池开展燃烧及灭火实验，收集其消防排水并检测，检测表明：消防排水为中性液体；排水中重金属(铜、锌、镍、镉、铅、锰等)、砷、总氮、氨氮未超过相关排放标准；排水中氟离子、总磷、COD数值较高。将实验数据和工程设计参数对比：磷酸铁锂电池储能电站火灾消防排水具有大部分污染物指标低于相关排放标准，部分指标偏高但污染物总量相对不大等特点，在火灾状态应急外排不会造成较大的环境污染；对于建设于环保要求较高区域的储能电站，建议将废水收集后自然风干或外运处理。