Effect of Cu~(2+) concentration on hydrogen fermentation

0　INTRODUCTIONHydrogenisconsideredtobeanidealsourceofener gyforthefuturebecauseitiseasilyconvertedtoelectricityandiscleanlycombustible .Whetherfromeconomicoren vironmentalstandpoints ,biologicalhydrogenproductionwasmostpromising .Biologicalhydrogenproductionhasbeenwidelyin vestigated .Microorganismsforhydrogenproductioncanbedividedintotwogroups :photosyntheticanaerobicbacteriaandanaerobicfermentativebacteria[1] .Thelatterdiges tiononlyrequiresalowenergyanddoesnotrequirephotoenergy .Ther…     

基于生物质发酵的硫化氢浓度检测系统

针对分析化学法检测气体成分存在无法连续测定和现场测定的缺陷,设计了一种利用三电极电化学传感器作为气敏元件的实时检测方案检测生物质发酵沼气中的硫化氢浓度。方案以MSP430F169单片机为核心,借助电化学传感器对硫化氢浓度信息进行采集、处理、显示和传输。系统达到了实际检测的精度需求,且测量具有高度的可重复性和线性度。此外,系统采用了中位值滤波和温度补偿算法,提高了系统的稳定性。     

广西褐煤对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

实验研究了广西褐煤(原始样品和磺化样品)对Cu2 的吸附性能。结果表明广西褐煤对Cu2 有较快的吸附速度,吸附动力学符合交换平衡动力学模式:t/Xd(t)=t/Xd(eq) B.广西褐煤经磺化处理后吸附能力大幅提高,褐煤磺化样的饱和吸附量达到32.7869 mg.g-1是褐煤原始样的9.2倍,吸附规律符合兰格缪尔(Langmuir)等温吸附方程。溶液的pH值是影响吸附作用的重要因素。     

有机负荷对连续流厌氧发酵产氢系统的影响

以连续流搅拌槽式反应器作为发酵生物制氢反应装置,针对有机负荷(OLR)对厌氧活性污泥发酵生物制氢系统运行的影响进行实验研究.在水力停留时间(HRT)8 h,(35±1)℃,进水COD质量浓度6000 mg/L,即OLR为18 kg/(m3.d)的条件下运行,厌氧活性污泥发酵产氢系统达到稳定时的平均产氢量为10.96 L/d,比OLR 12 kg/(m3.d)条件下提高了19.3%,比OLR 6 kg/(m3.d)条件下提高了52.3%.当进水COD质量浓度达到8000 mg/L,即OLR为24 kg/(m3.d)时,pH、ALK分别从大于4.1和250 mg/L的水平,迅速下降到3.7和5 mg/L以下,而ORP则从-350 mV急速上升到-210 mV以上.表明厌氧活性污泥微生物已无法承受有机负荷提高造成的环境变化,其活性受到严重抑制,反应器产氢能力急剧下降,系统的产酸发酵类型也发生了根本改变.     

K2PdX4:Cu2+超超精细参量研究

利用离子簇模型,建立了四角伸长八面体中3d9体系超超精细参量的微扰公式;在理论上得到了轨道混合系数、未配对自旋密度、平均共价因子等参量的关系,并应用于K2PdX4(X=Cl,Br)中的四角[CuX4]2-中心,理论与实验比较符合。与文献[4]相比,该文在计算公式上有所简化,并且调节参量数目进一步地减少,因而具有较好的适用性。     

不同来源污泥对稻草发酵产氢影响的研究

讨论了不同来源的混合菌群、不同的接种方式以及单一菌种产气肠杆菌对稻草发酵产氢的影响.相对于混合菌群，单一纯菌产气肠肝菌在氢气产量上处于劣势.对于取自同一沼气池的厌氧活性污泥，经煮沸后扩大培养的混合菌群作为接种物，经过NaOH预处理后稻草的单位产氢量为91.5 mL/g，最高产氢速率为1.52 mL/(h·g)；以直接扩大培养的污泥作为接种物，经过NaOH预处理后稻草的单位产氢量为62.5 mL/g，最高产氢速率为1.04 mL/(h·g).对3种混合菌群均采用直接扩大培养的接种方法，其总产氢气量为：沼气池污泥（62.5 mL/g）<污水处理厂污泥（69.5 mL/g）<湖底污泥（80.5 mL/g）.     

蒙脱土多孔异构材料对水溶液中Cu2＋的吸附

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,正硅酸乙酯(TEOS)为柱撑前躯体,合成大片层间距的蒙脱土多孔异构吸附材料,考察其对水溶液中Cu2+的吸附效果.WAXD结果显示片层间距由原土的1.26 nm增加到4.89 nm.利用分光光度计测试溶液中Cu2+的浓度.确定本吸附材料吸附Cu2+的平衡时间为180 min;去除率随Cu2+初始浓度的增大而减小;随着吸附材料用量的增加,对Cu2+的去除率增大,确定最佳的吸附材料投放量为20 g/L;pH值对Cu2+的吸附具有明显的影响作用,在5.00～6.00范围内去除率最高,为99%.     

Cu2+和Ni2+单一和联合作用对小麦发芽和幼苗生长的影响

研究了Cu2+、Ni2+单一和联合作用对小麦(Triticum aestivum L)出芽率、根长、芽长和芽中过氧化酶(POD)活性的影响。结果表明,根长是Cu2+和Ni2+对小麦毒害的较好的监测指标,Cu2+和Ni2+对小麦根长的3d-IC50分别为3.38 mg.L-1和14.61 mg.L-1;Cu2+对小麦根长的抑制大于Ni2+,对小麦芽长抑制、出芽率的降低和芽中POD活性上升的影响小于Ni2+;Cu2+和Ni2+联合对小麦的根伸长表现拮抗,对芽伸长表现协同;1 mg.L-1Ni2+加入1~15 mg.L-1Cu2+对芽中POD活性表现出协同作用,8 mg.L-1和15 mg.L-1Ni2+加入1~15 mg.L-1Cu2+时表现出拮抗的作用。     

绿色吸附剂小球藻粉去除废水中Cu^2＋的研究

为了用吸附法去除废水中铜离子,本实验研究了绿色吸附剂小球藻粉对Cu^2＋离子的吸附特性。结果表明：小球藻粉吸附Cu^2＋的吸附平衡时间为90 min,在p H为5,吸附温度为30℃,Cu^2＋初始浓度为200mg/L的条件下,Cu^2＋吸附效果最好,去除率达99.99%。Freundlich方程比Langmuir方程更好地描述小球藻粉吸附Cu^2＋平衡吸附行为。该吸附符合二级动力学方程并且为自发、放热的物理吸附过程。利用小球藻粉去除废水中Cu^2＋是可行的。     

聚酰胺胺树状大分子与Cu2+、Co2+配位作用的比较

用发散法合成了G3．5和G4．0的聚酰胺胺（PAMAM）树状大分子，研究了聚酰胺胺树状大分子的代数、溶液的pH值、反应时间对聚酰胺胺树状大分子与Cu^2＋、Co^2＋配位作用的影响。结果表明，当G4．0的聚酰胺胺树状大分子存在时，Cu^2＋和Co^2＋的配合物水溶液的最大吸收波长都出现了蓝移。当G3．5的聚酰胺胺树状大分子存在时，G3．5的聚酰胺胺树状大分子几乎不和Co^2＋发生配位作用。延长反应时间，Co^2＋／G4．0PAMAM的吸收强度增加，但是Cu^2＋／G4．0PAMAM的吸收曲线几乎没有变化。溶液的pH值对G4．0的聚酰胺胺树状分子与Cu^2＋，Co^2＋配位作用有很大的影响，这为其循环使用提供了理论基础。     

强碱预处理和碱性强度对剩余污泥发酵的影响

为改善污泥发酵性能,提高发酵的产酸量,在25℃条件下,研究了不同碱度(碱性(pH=10)、强碱性(pH=12)和强碱预处理(pH=12)-碱性(pH=10)对剩余污泥水解酸化的影响.结果表明:在25℃条件下,相比于碱性发酵,强碱性发酵和强碱预处理-碱性发酵均提高了SCOD、DNA、蛋白质和多糖的产量,从而为产酸菌提供了更多的产酸基质.同时发现,强碱性发酵抑制了产酸菌的活性,导致其产酸量远远低于碱性发酵,但是在强碱预处理-碱性发酵过程中,短链脂肪酸(SCFAs)和乙酸的产量均得到大幅度提高,较碱性发酵分别提高了20.00%和23.00%.显然,强碱预处理-碱性发酵更有利于剩余污泥厌氧发酵产酸.     

脂肪预处理发酵联产氢气和甲烷的研究

针对脂肪难以产氢、能源转化率低的问题,以肥猪肉作为脂肪代表物,研究了其预处理后发酵联产氢气和甲烷的特性.结果表明,在产氢阶段,碱和脂肪酶预处理促进了脂肪的水解,提高了累积产氢量.驯化菌种能较快的适应底物环境,从而缩短延滞期并提高了产气速率.碱水解时应控制体系的Na+终浓度不超过0.2mol/L,更高的碱用量会因Na+浓度过高而抑制产氢.为了提高能源转化率和原料利用率,提出了利用脂肪发酵产氢后的有机酸废液继续联产甲烷的创新工艺,并利用该工艺得到底物总挥发性固体的单位产氢潜力为32.6mL/g,联产甲烷潜力为24.88mL/g.其中单产氢气的能源转化率为0.85%,联产甲烷以后的能源转化率可提高至2.99%.     

纳米氧化硅的制备及其对Cu2+的吸附行为

采用正硅酸乙酯水解法,根据溶胶-凝胶的原理,制备了纳米氧化硅;并用BET、TEM等方法表征其比表面积,粒径大小及形貌;用电位滴定的方法研究了SiO2的表面酸碱性质;用分光光度法测定出不同条件(包括pH值、SiO2的用量等)下SiO2对Cu2+的吸附百分率.研究结果表明纳米氧化硅对H+有很强的吸附能力,在pH为3～5范围内,SiO2对Cu2+的吸附百分率随着pH值的不同有明显改变,在pH为4.5,浓度大于10 g/L时,SiO2 对Cu2+的吸附率达到最佳状态.     

产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一，现有培养基都存在一定缺陷．为分离到高效产氢菌株，提出LM系列培养基配方，并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验，确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸，PH值为6．根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析，选择LM—1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基．LM—1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属，其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌．利用LM—1培养基进行高效产氢细菌分离操作，得到较好的效果。     

剩余污泥吸附Cu2+、Cd2+试验

为研究剩余污泥的有效利用,通过实验室静态吸附试验,研究剩余污泥对Cu2+、Cd2+溶液的吸附特性及影响因素.结果表明,吸附过程中pH值、污泥量、吸附时间和初始溶液质量浓度对吸附效率均有影响,pH值是吸附过程的最重要因素,增加投泥量和提高pH值可以明显提高吸附量,而温度对污泥吸附的影响并不显著.吸附热力学数据表明,污泥对Cu2+、Cd2+的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich模型,最大吸附容量分别为32.4mg/g和30.2mg/g.剩余污泥能够作为重金属离子的吸附剂.     

产氢发酵细菌培养基的选择和改进

高效产氢菌株的筛选与分离是生物制氢技术应用的重要基础之一,现有培养基都存在一定缺陷,为分离到高效产氢菌株,提出 LM 系列培养基配方,并通过产氢发酵细菌的分离和生长实验,确定了培养基的强还原剂为半胱氨酸,pH 值为6.根据培养基对厌氧菌的分离数量、种类和培养基成分的分析,选择 LM-1培养基为产氢发酵细菌的分离培养基.LM-1培养基分离出的5株高效产氢发酵细菌属于4个菌属,其中拟杆菌属、克雷伯氏菌属是国际上尚未分离到的高效产氢发酵细菌.利用 LM-1培养基进行高效产氢细菌分离操作,得到较好的效果.     

赣江泥沙对Cu~(2+)的吸附作用研究

对赣江泥沙筛分后,采用静态吸附法研究了粒径0.075 mm和0.075~0.154 mm两种粒级的表层泥沙沉积物对Cu2+的吸附特征和影响吸附的因素。结果表明,吸附达到平衡的时间为2 h,粒径越小吸附量越大,粒径0.075 mm和粒径为0.075~0.154 mm的泥沙沉积物对Cu2+的吸附量依次为169.28 mg/kg和155.05 mg/kg,其吸附百分率依次为84.64%、77.52%;泥沙与Cu2+进行的是阳离子交换反应,且pH值是影响泥沙吸附Cu2+的一个重要因素。     

发酵种泥的投加对新鲜剩余污泥发酵产酸的影响

为进一步提高剩余污泥厌氧发酵产短链脂肪酸(SCFAs)的效率,将p H=10下长期(90 d)厌氧发酵的种泥接入至新鲜剩余污泥考察其对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸的影响.实验在2种p H条件下进行:不控制p H(p H=7.4±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥;控制p H为碱性(p H=10±0.2),一组反应器中投加新鲜剩余污泥,并接种厌氧发酵种泥,另一组反应器只投加新鲜剩余污泥.结果表明:相同p H条件下,接种厌氧发酵种泥反应器中的最大产酸量较不接种分别提高4.9(p H=7.4±0.2)和16.4 mg/g VSS(以COD计)(p H=10±0.2);同时接种发酵污泥、剩余污泥在p H=10±0.2下的最大产酸量较p H=7.4±0.2下的最大产酸量高146.2 mg/g VSS;碱性条件、不接种发酵种泥的产酸量较不控制p H、接种发酵种泥的高129.8 mg/g VSS.投加发酵种泥可提高新鲜剩余污泥厌氧发酵过程中SCFAs的产生效率;碱性条件与厌氧发酵种泥对新鲜剩余污泥发酵产酸具有协同促进作用;与接种发酵种泥相比,碱性条件对新鲜剩余污泥厌氧发酵产酸促进能力高.     

盐度对熟化发酵污泥再发酵产酸及脱水性的影响

为了了解熟化发酵污泥的性能及挖掘其剩余有机碳源和能源,向熟化发酵污泥中投加NaCl与NaOH对熟化发酵污泥再发酵。通过投加0g/L、5g/L、15g/L、20g/LNaCl,分别考察不同盐度对熟化发酵污泥再发酵性、内碳源再提取情况及脱水性的影响。结果表明：在发酵初期,5g/L、15g/L及20g/LNaCl试验组与0g/LNaCl试验组相比均可以促进熟化发酵污泥EPS释放且生成挥发性脂肪酸,其中熟化发酵污泥再发酵与原熟化发酵污泥相比水解率可提高36%,酸化率可提高34%,氨化率可提高40%。发酵后期5g/L试验组与0g/L、15g/L及20g/LNaCl试验组相比加速EPS和可挥发性脂肪酸分解,同时发现,NH4-N含量随着盐度提高而增加,PO43--P含量随着盐度浓度的增大而降低。熟化发酵污泥再发酵后5g/LNaCl条件下可改善发酵污泥脱水性,15g/L及20g/L条件下恶化了发酵污泥脱水性。     

膨润土对废水中Cu2+的吸附性能研究

研究了钙基膨润土和钠基膨润土对废水中铜离子的吸附特性.结果表明,钠基膨润土和钙基膨润土的吸附行为都依赖于溶液的pH值,初始离子浓度和吸附剂用量.在低pH值时主要是H+与Cu2+竞争吸附位.pH值在3到7时基本的吸附机制是离子交换的过程.在高pH值(＞8.3)时,在膨润土颗粒表面形成氢氧化铜的吸附或沉淀.随初始金属离子浓...