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玉米秸秆微生物燃料电池产电性能的研究

玉米秸秆微生物燃料电池产电性能的研究

作者：王赫名哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着能源供求关系的不平衡,人们越来越重视对后续能源的开发,并强调能源形式的多样化。近年来,微生物燃料电池(MFC)已成为一个研究热点。将玉米秸秆与微生物燃料电池结合,不但可以解决秸秆的有效利用问题,还可以通过微生物燃料电池将秸... 详细信息

随着能源供求关系的不平衡,人们越来越重视对后续能源的开发,并强调能源形式的多样化。近年来,微生物燃料电池(MFC)已成为一个研究热点。将玉米秸秆与微生物燃料电池结合,不但可以解决秸秆的有效利用问题,还可以通过微生物燃料电池将秸秆中蕴藏的化学能直接转化为电能,具有广阔的发展前景。本论文将汽爆玉米秸秆经过Ca(OH)2过量法解毒洗涤后,得到秸秆水洗液和剩余固体两部分。利用空气阴极单室瓶形反应器,研究了以这两部分分别作为“燃料”时反应器的产电性能。结果表明,水洗液经过稀释后(1000mg/L)可以作为反应器的底物进行产电,得到的最高功率密度为644mW/m2 ,与相同浓度的木糖做底物时得到的功率密度696W/m 2相当。水洗液的缓冲强度和电导率对MFC的功率输出有很大影响,在低电导率条件下(<20mS/cm),缓冲液浓度从50mM提高到200mM,功率输出提高100%。而当电导率升高到20mS/cm时,缓冲强度对功率输出几乎没有影响(987±38mW/m2)。以本实验室筛选和保存的纤维素降解菌Chaetomium spp.和Bacillus spp.与纤维素降解混合菌PCS-S和H-C为秸秆降解的生物催化剂,探讨了以秸秆为底物进行生物产电的可行性。纤维素降解纯菌和混合菌均能使纤维素降解,但没有电流产生,但加入产电菌后,秸秆在纤维素降解混合菌H-C和产电菌联合作用下降解并产生电流。以汽爆预处理的玉米秸秆作底物时,加入H-C可以获得502mW/m2的功率密度,高于未经预处理的玉米秸秆(448mW/m2)。纤维素酶可以作为单独底物产电,当它与秸秆共同作为底物时,功率密度仅提高12.7%。升高环境温度抑制了产电菌的活性,从而降低了MFC的功率输出。

关键词：微生物燃料电池产电玉米秸秆水洗液纤维素降解菌

基于二氧化铅阳极的电催化氧化深度处理钻井废水的研究

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中国环境科学 2023年第8期43卷 4038-4045页

作者：王声韩伍心怡陈才彭旭王赫名中国石油大学(北京)化学工程与环境学院重质油国家重点实验室北京102249 南阳油田腾龙实业有限公司河南南阳473132 中国石化集团河南石油勘探局河南南阳473132

对泥浆池上清液与泥浆板框压滤出水两类典型的实际钻井废水进行预处理,得到4类电催化进水:泥浆池上清液稀释样(水样1)、泥浆池上清液絮凝处理样(水样2)、泥浆池上清液絮凝气浮处理样(水样3)和泥浆板框压滤出水稀释样(水样4).以钛基二氧... 详细信息

对泥浆池上清液与泥浆板框压滤出水两类典型的实际钻井废水进行预处理,得到4类电催化进水:泥浆池上清液稀释样(水样1)、泥浆池上清液絮凝处理样(水样2)、泥浆池上清液絮凝气浮处理样(水样3)和泥浆板框压滤出水稀释样(水样4).以钛基二氧化铅(Ti/PbO_(2))为阳极构建双阴极电催化体系,对上述4类水样(进水COD范围为95.58~131.7mg/L)进行深度处理,探究钻井废水的电催化去除规律.实验表明,电催化能够高效、无选择性地去除钻井废水中的有机污染物,处理40min后水样3的COD去除率最高达到84.31%.水样2、3、4的出水氨氮与总氮浓度显著降低,但浊度升高.这可能是因为氯离子的存在提高了氨氮与总氮的去除率,铝离子有助于羟基络合物的形成.

关键词：电催化氧化二氧化铅阳极钻井废水

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微生物燃料电池处理含油废水研究进展

水处理技术 2017年第7期43卷 1-4,11页

作者：王刚詹亚力王赫名中国石油大学(北京)化工学院北京102249

介绍了微生物燃料电池(MFC)的产电机理,总结了不同含油废水处理方法的特点以及微生物燃料电池对含油废水的处理效果。指出未来在含油废水处理领域MFC的发展重点是优化反应器性能,开发高效廉价的阴极催化剂,研究产电微生物与油类降解菌... 详细信息

介绍了微生物燃料电池(MFC)的产电机理,总结了不同含油废水处理方法的特点以及微生物燃料电池对含油废水的处理效果。指出未来在含油废水处理领域MFC的发展重点是优化反应器性能,开发高效廉价的阴极催化剂,研究产电微生物与油类降解菌之间的协同作用,并阐明油类物质在MFC中的降解机理以及与传统的水处理工艺耦合使用,以最大限度的提高含油废水处理效果。

关键词：微生物燃料电池微生物电解池含油废水废水资源化电能

信息技术背景下的课程建设思考与实践——以“环境监测”课程为例

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中国大学教学 2021年第1期 54-58,86页

作者：詹亚力王赫名陈春茂中国石油大学(北京)研究生院教育部高等学校环境科学与工程类专业教学指导委员会不详

在人工智能、虚拟技术、大数据等新技术日益融入高等教育的新形势下,如何开展课程建设是高等教育面临的重要任务。本文从课程内容优选、教学方式改革、课程质量评估和信息化平台建设四个维度对课程建设的未来发展趋势进行思考,提出优选... 详细信息

在人工智能、虚拟技术、大数据等新技术日益融入高等教育的新形势下,如何开展课程建设是高等教育面临的重要任务。本文从课程内容优选、教学方式改革、课程质量评估和信息化平台建设四个维度对课程建设的未来发展趋势进行思考,提出优选课程内容的五项原则,分析大规模开展混合式教学和建设一体化教学平台的可能性,探讨注重过程评价的课程考核方式和五位一体评教方式的思路,并分享环境监测课程建设的实践经验。

关键词：课程建设教学评估教学平台环境监测

以玉米秸秆为底物的纤维素降解菌与产电菌联合产电的可行性

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环境科学学报 2009年第11期29卷 2295-2299页

作者：冯玉杰王鑫王赫名于艳玲李冬梅哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室哈尔滨150090

利用单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)反应器,以玉米秸秆为底物,以本实验室筛选和保存的纤维素降解菌Chaetomium sp.和Bacillus sp.,以及纤维素降解混合菌PCS-S和H-C为秸秆降解的生物催化剂,探讨了以汽爆秸秆固体为底物进行微生物产电... 详细信息

利用单室空气阴极微生物燃料电池(MFC)反应器,以玉米秸秆为底物,以本实验室筛选和保存的纤维素降解菌Chaetomium sp.和Bacillus sp.,以及纤维素降解混合菌PCS-S和H-C为秸秆降解的生物催化剂,探讨了以汽爆秸秆固体为底物进行微生物产电的可行性.结果表明,在MFC系统内,纤维素降解纯菌和混合菌均能使纤维素降解,但产生的电压很低(<90mV,1000Ω),升高温度(30～38.5℃)对电压输出无明显影响.单独以生活污水作为菌源不能直接降解秸秆产电.只有将H-C和生活污水(产电菌源)混合作为接种体,MFC才能获得较高的电压输出.此时得到的以汽爆秸秆固体作为底物时的最大功率密度为406mW.m-2,仅比葡萄糖作为底物时所得到的最大功率密度510mW.m-2低20%.

关键词：微生物燃料电池玉米秸秆纤维素降解菌产电菌协同作用

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一株利用木糖用于酒精生产酵母菌的筛选

哈尔滨工业大学学报 2008年第2期40卷 207-212页

作者：冯玉杰李冬梅李林昭王赫名吕春梅哈尔滨工业大学市政环境工程学院哈尔滨150090

为获得高效发酵木糖生产酒精的菌株,从牛羊粪便的堆积处进行木糖利用菌的分离筛选,获得一株利用木糖的菌株,根据菌株的生理生化和分子生物学特性,鉴定该菌株为热带假丝酵母(Candidatropicals).以逐渐提高底物中木糖浓度的方法,对该菌株... 详细信息

为获得高效发酵木糖生产酒精的菌株,从牛羊粪便的堆积处进行木糖利用菌的分离筛选,获得一株利用木糖的菌株,根据菌株的生理生化和分子生物学特性,鉴定该菌株为热带假丝酵母(Candidatropicals).以逐渐提高底物中木糖浓度的方法,对该菌株利用木糖的能力进行了驯化,同时对该菌发酵木糖生产酒精的工艺和发酵培养基组分进行了优化.驯化后,在厌氧条件下,木糖浓度在7%,木糖利用率为65.2%,酒精产率达到理论产量的21.9%.在优化培养基的条件下,以木糖/葡萄糖混合糖为碳源,控制pH为5.5,温度35℃接种量为10%,厌氧培养96 h,木糖和葡萄糖转化的酒精产量分别为理论产量的37.7%和79.2%,同时伴有30.2 g/L的木糖醇产生.实验结果表明,该菌株具有较高的木糖和葡萄糖的利用能力,是具有同时发酵葡萄糖和木糖产酒精的天然菌株.

关键词：木质纤维素木糖酵母酒精

研究生学术规范课程思政建设——以“环境科技论文写作”为例

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科学咨询(教育科研) 2023年第11期 72-74页

作者：王赫名中国石油大学(北京)化学工程与环境学院

通过“环境科技论文写作”的教学，开展广泛的调研并建设课程思政案例，强调“科研诚信与学术规范”的重要准则，将这个重要思想与课程内容衔接并融入教学当中，使学生树立正确的科学道德，反对弄虚作假的作风和行为，崇尚科学真理，坚... 详细信息

通过“环境科技论文写作”的教学，开展广泛的调研并建设课程思政案例，强调“科研诚信与学术规范”的重要准则，将这个重要思想与课程内容衔接并融入教学当中，使学生树立正确的科学道德，反对弄虚作假的作风和行为，崇尚科学真理，坚守学术诚信。本课程的“课程思政”教学案例主要挖掘学术不端案例、潜心科研案例和优秀研究生案例，并对课程思政的内容设计、内容创新和教学评价进行了思考。

关键词：课程思政科研诚信学术规范教学研究