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高等学校化学学报 2007年第3期28卷 556-558页

作者：康博黄卫民张应玖张雪娜林海波吉林大学化学学院吉林大学分子酶学工程教育部重点实验室长春130021

4-Amino-dimethyl-aniline hydrochloride is one of the main components of the wastewater from vanillin production plant. So it is used for the target contamination to be degraded by microorganism, electrochemical oxidation and bio-electro reactor in this paper. We found out a economical, efficient and non-polluted methods for the treatment of wastewater from vanillin production plant. The results indicate that there are a lot of special microbes and bacteria eating 4-amino-dimethyl-aniline hydrochloride in the activated sludge after 20 days′ incubation, at the same time, a stable bio-filmed electrode was formed. Under the condition of 25 ℃, pH=6—7. The use of bio-electro reactor not only increased the biodegradability and decreased the electrical energy consumption, but also solved the problem which the second pollution of organic compounds containing chlorine in the process of indirect electrochemical degradation on the organic pollutants.

关键词：香兰素生物膜电极反应器降解对氨基二甲基苯胺

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生物膜电极反应器去除地下水中硝酸氮的研究进展

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净水技术 2016年第6期35卷 25-29,41页

作者：郭海丽李金成雷铠伟刘立志侯荷霞青岛理工大学环境与市政工程学院山东青岛266033

地下水中硝酸氮的污染日益严重。目前主要的处理技术有物理法、化学法和生物法等,但这些方法都存在控制条件严格、去除效率低和产生二次污染等缺点。生物膜电极反应器(biofilm electrode reactor,BER)是一种新型的地下水硝酸盐处理技术... 详细信息

地下水中硝酸氮的污染日益严重。目前主要的处理技术有物理法、化学法和生物法等,但这些方法都存在控制条件严格、去除效率低和产生二次污染等缺点。生物膜电极反应器(biofilm electrode reactor,BER)是一种新型的地下水硝酸盐处理技术,具有处理效率高、选择性好、无二次污染的优点。其中,三维生物膜电极反应器(3D-BER)通过填充颗粒电极可有效增加电极的反应面积,并为生物膜的附着提供良好的条件,电流效率大大提高。该文对应用于去除地下水硝酸氮的生物膜电极反应器进行了综述,包括反应器结构、电极材料、反硝化机理和电流强度、pH值、溶解氧等关键参数,并对反应器存在问题和应用前景进行展望。

关键词：生物膜电极反应器地下水反硝化氢型自养菌研究进展

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生物膜电极与产电型湿地组合技术去除抗生素及控制抗性基因的研究

生物膜电极与产电型湿地组合技术去除抗生素及控制抗性基因的研究

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作者：刘茜东南大学

学位级别：硕士

本文利用人工湿地(CW)和微生物燃料电池(MFC)对污染物的净化潜能以及二者在构造上可相互融合的优势,构建了全新的产电型人工湿地(MFC-CW),并将生物膜电极反应器(BER)作为MFC-CW的前处理,通过BER单元的电化学作用和生物作用,提高抗生素... 详细信息

本文利用人工湿地(CW)和微生物燃料电池(MFC)对污染物的净化潜能以及二者在构造上可相互融合的优势,构建了全新的产电型人工湿地(MFC-CW),并将生物膜电极反应器(BER)作为MFC-CW的前处理,通过BER单元的电化学作用和生物作用,提高抗生素的可生化性,促进后继MFC-CW单元对抗生素的去除效果和同步产电性能,同时还尝试利用MFC-CW产生的电能供给BER,形成BER-MFC-CW物质和能量双重耦合系统。同时,构建了 BER-MFC-CW普通组合系统,MFC-CW产生的电能不供给BER,BER所需的电能直接由直流电源供给。本文以磺胺甲恶唑(SMX)为目标污染物,研究在不同SMX浓度、运行时间、水力停留时间(HRT)下,BER-MFC-CW两种系统对SMX的去除效果,同步考察磺胺类抗性基因(sul)的产生变化情况以及系统内的微生物多样性。主要研究成果如下:(1)BER-MFC-CW物质和能量双重耦合系统中,MFC-CW产出电压随SMX浓度增加和HRT减小而增大。BER-MFC-CW对SMX去除能力很强,抗生素总去除率均高达95%。BER对SMX去除率随HRT增大而增大。MFC-CW对SMX的去除率不随HRT变化,SMX的去除率均高达95%。MFC-CW对SMX的去除主要发生在阳极。(2)BER、MFC-CW出水和填料中sul基因相对丰度的排序均为sulⅠ>sulⅡ>sulⅢ,填料中sul基因的相对丰度高于出水中。BER和MFC-CW出水和填料中sul基因的相对丰度随着SMX浓度的增大而增大,BER和MFC-CW出水和填料中sul基因的相对丰度随着HRT的增大而减少。BER中sul抗性基因的相对丰度>MFC-CW,BER-MFC-CW普通组合系统各单元的sul基因相对丰度>BER-MFC-CW物质和能量双重耦合系统。sul基因丰度随运行时间没有太大变化。MFC-CW填料中阳极层和阴极层sul基因的相对丰度大于中间层和垫层区微生物体内抗性基因的丰度。(3)运行30d后,BER和MFC-CW填料中微生物丰富度和多样性都比原始样品高;但运行60d后,BER和MFC-CW填料中微生物丰富度和多样性降低,MFC-CW阳极厌氧区微生物丰富度和多样性均高于阴极好氧区。BER和MFC-CW填料中微生物丰富度和多样性随着HRT的减少而降低。MFC-CW阳极的微生物丰富度和多样性低于MFC-CW 阴极。(4)属水平分析MFC-CW中的产电菌Geobacter土杆菌,Geobacter 土杆菌属相对丰度随SMX的作用和运行时间延长而减少,MFC-CW产电性能同时也在下降。随着HRT的减少,Geobacter土杆菌属在MFC-CW阳极区增多,MFC-CW产电性能同时升高。

关键词：生物膜电极反应器产电型湿地磺胺甲恶唑抗性基因微生物多样性

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生物膜电极法耦合人工湿地型微生物燃料电池对难降解有机物去除特性的研究

生物膜电极法耦合人工湿地型微生物燃料电池对难降解有机物去除特...

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作者：李晓琦东南大学

学位级别：硕士

本文以生物膜电极反应器(BER)作为人工湿地型微生物燃料电池(CWMFC)的前处理,利用BER单元的电化学和生物电化学作用,提高难降解有机印染废水的可生化性,促进CWMFC单元对难降解有机印染废水的去除和同步产电,同时将CWMFC产生的电能用于B... 详细信息

本文以生物膜电极反应器(BER)作为人工湿地型微生物燃料电池(CWMFC)的前处理,利用BER单元的电化学和生物电化学作用,提高难降解有机印染废水的可生化性,促进CWMFC单元对难降解有机印染废水的去除和同步产电,同时将CWMFC产生的电能用于BER,形成BER-CWMFC耦合系统,从能量和物质两方面达到耦合。以偶氮染料活性艳红X-3B作为目标污染物,研究了一体式BER与三维BER对活性艳红X-3B的去除效果和影响因素,重点考察了一体式BER-CWMFC耦合系统与三维BER-CWMFC耦合系统的电学特性和对X-3B的降解特性。研究结果如下;研究了电压对一体式BER去除性能的影响,结果表明当电压不低于0.8V时,电化学和生物电化学的促进作用才较为明显,电压0.8V和1.0V时一体式BER的X-3B去除率比对照系高出18.63%和35.86%。构建一体式BER-CWMFC耦合系统,发现耦合系统中CWMFC堆栈电池堆最大输出电压为0.95V,最大输出功率为0.21mW,同时CWMFC堆栈电池堆未出现电压反转,系统运行稳定。结果表明,一体式BER-CWMFC耦合系统的X-3B去除率相比未耦合时的一体式BER装置与CWMFC装置分别提高了34.46%和7.16%,耦合后X-3B的去除率得到了提高。研究了电流对一体式BER-CWMFC耦合系统的影响,耦合系统中一体式BER单元的CODcr去除率与X-3B去除率变化趋势与电流变化一致,随着电流的升高而升高,CODcr去除率在73.00%-88.62%之间,X-3B去除率在44.03%～60.70%之间;耦合系统中一体式BER在0.2-0.6V电压内仍能保持较好的X-3B去除性能。随着电流变化,耦合系统中两个CWMFC单元的CODcr去除率相似,稳定在75.00%左右,而两个CWMFC单元的X-3B去除率差异变大,电流的变化促使CWMFC-1的X-3B去除性能得到了提高,而CWMFC-2的X-3B去除性能受到了抑制,因此整个耦合系统的X-3B去除率随着电流的变化而略有下降。研究了进水X-3B的浓度及外加电压对三维BER降解X-3B的影响。结果表明,电化学和生物电化学作用提高了三维BER对X-3B的去除能力,相比未加电的三维BER,其X-3B去除率提高了20.00%左右。在0.5-2.0V范围内,电压对三维BER的促进作用相似;进水X-3B的浓度在200-800mg/L时,进水浓度对三维BER去除X-3B的性能无明显影响;三维BER装置的表观内阻稳定。结合UV-Vis和GC-MS分析,三维BER对X-3B的去除首先是偶氮双键的断裂,在阴极表面产生的苯胺等芳香胺类物质可以在阳极作用下得到进一步的降解。构建三维BER-CWMFC耦合系统,对耦合系统的电学特性与X-3B的降解特性进行研究。结果表明三维BER-CWMFC耦合系统能有效去除高浓度活性艳红X-3B废水,当进水X-3B浓度分别为500mg-和1000mg/L时,其X-3B去除率均在99.00%以上。三维BER-CWMFC耦合系统运行稳定,CWMFC单元的最大输出电压为0.50V,最大输出功率为0.31mW。一体式BER-CWMFC耦合系统与三维BER-CWMFC耦合系统对X-3B的去除率均高于97.00%。与一体式BER-CWMFC耦合系统相比,三维BER-CWMFC系统处理高浓度X-3B废水更具优势。

关键词：生物膜电极反应器人工湿地型微生物燃料电池活性艳红X-3B 耦合系统

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