一种含铜固体电极在新型无膜生物电化学系统中的应用研究

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作者 陶虎春 于太安 +2 位作者 张晓 石刚 李金波 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期135-141,共7页

采用壳聚糖修饰电极吸附溶液中Cu(Ⅱ)制得含铜固体电极,将其用做新型无膜生物电化学系统(MACMCB)阴极。研究固体电极Cu(Ⅱ)质量和外阻对MACMCB电压的影响。结果表明,系统电压与含铜固体电极Cu(Ⅱ)质量及系统外阻正相关,最大输出电压达0.... 采用壳聚糖修饰电极吸附溶液中Cu(Ⅱ)制得含铜固体电极,将其用做新型无膜生物电化学系统(MACMCB)阴极。研究固体电极Cu(Ⅱ)质量和外阻对MACMCB电压的影响。结果表明,系统电压与含铜固体电极Cu(Ⅱ)质量及系统外阻正相关,最大输出电压达0.6346 V。该系统Cu(Ⅱ)还原效率高于92.75%,表明Cu(Ⅱ)做电子受体得电子能力强,Cu(Ⅱ)几乎被全部还原。MACMCB与微生物燃料电池(MFC)的效率对比结果表明,在一定时间内,MACMCB在底物降解效率和产能输出方面明显优于MFC,推荐含铜固体电极更换时间为10~30小时。含铜固体电极中Cu(Ⅱ)主要以Cu SO4分子形式存在,放电后Cu(Ⅱ)的主要还原产物为单质Cu,含少量Cu2O,另外掺杂部分Cu元素的磷化物和氯化物沉淀。 展开更多

关键词 含铜固体电极 新型无膜生物电化学系统 Cu(Ⅱ)还原 生物产电 底物降解

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生物电化学系统中电活性生物膜催化污染物降解的研究进展

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作者 王有昭 潘元 +2 位作者 吴宗庭 周爱娟 朱彤 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期4033-4041,共9页

近年来,以电活性生物膜为基础构建而成的生物电化学系统成为环境领域的研究热点之一,其功能主要包括废水的处理和能源回收等。本文根据电活性生物膜在阳极与阴极功能的不同,介绍了阳极电活性生物膜以直接或间接方式为主的电子传递机制,... 近年来,以电活性生物膜为基础构建而成的生物电化学系统成为环境领域的研究热点之一,其功能主要包括废水的处理和能源回收等。本文根据电活性生物膜在阳极与阴极功能的不同,介绍了阳极电活性生物膜以直接或间接方式为主的电子传递机制,其具备从多种污染物中回收电子的能力;阴极电活性生物膜具备高度的多样性和特异性,可以催化难降解污染物的还原降解。与此同时,本文也分析了电活性生物膜在现阶段研究的不足之处,包括较低的阳极产电功率密度以及阴极还未清晰的电子传递机制等问题。本文的分析表明,根据实际废水成分的不同,需要控制电活性生物膜群落的结构,实现不同功能微生物在电活性生物膜的协作,并通过对实际废水进行预处理,或者对电极材料进行优化来辅助电活性生物膜的催化过程,有助于达到高效去除废水中污染物的目的。 展开更多

关键词 生物电化学系统 生物膜 生物催化 降解 污染

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含油污泥生物电化学系统的产电性能及阳极膜菌群变化特征 被引量：2

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作者 郭海莹 魏立新 +5 位作者 耿孝恒 贾新磊 霍洪俊 王鹏华 黄春峰 唐善法 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第19期7952-7957,共6页

含油污泥是影响油田及周边环境质量的一大难题,现有资源化方法处理过程复杂、成本高,且存在二次污染风险,生物电化学系统能资源化利用含油污泥同时发电。为探讨含油污泥生物电化学系统的产电效能及阳极膜微生物变化特征,构筑了以含油污... 含油污泥是影响油田及周边环境质量的一大难题,现有资源化方法处理过程复杂、成本高,且存在二次污染风险,生物电化学系统能资源化利用含油污泥同时发电。为探讨含油污泥生物电化学系统的产电效能及阳极膜微生物变化特征,构筑了以含油污泥为阳极底物的单室无膜沉积型生物电化学系统。通过系统电压产出、功率密度、极化曲线及循环伏安(CV)曲线,考察系统的产电效能;同时,采用生物宏基因组分类测序分析产电稳定阳极碳毡上和初始含油污泥的微生物群落组成及丰度。结果发现,系统最大输出电压、输出功率为320.7 mV、3 353.7 mW/m^2,阳极生物膜具有较强电活性,CV曲线呈"S"形状,氧化还原峰分别在0 V和-0.5 V,极限电流值为0.12 A/cm^2;系统产电稳定期阳极膜(TZ)的多样性指数Seq数、AEC指数、Chao1均低于相应的初始沉积物(YN1),说明TZ的微生物菌群多样性降低,且两者微生物种类及丰度差异性显著,TZ的优势菌群为Proteobacteria,YN1优势菌群为Firmicutes。生物电化学系统为油泥处理提供一种新技术,能有效资源化利用油泥同时发电,从而实现双赢。 展开更多

关键词 含油污泥 生物电化学系统 产电性能 阳极膜

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活性炭-聚四氟乙烯电极对生物电化学系统中NH_4^+-N去除的影响

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作者 王睿 张冬冬 +3 位作者 郭鹏 王轶 章春芳 陈磊 《湖北农业科学》 2020年第21期81-87,共7页

通过压力机将炭黑和聚四氟乙烯压缩,自制活性炭-聚四氟乙烯电极并置于单室生物电化学系统(BES)中,实现无外加有机碳源的自养型脱NH_4^+-N。结果表明,通过给BES外加电压可以提升NH_4^+-N的去除效果,并且随着外加电压从0.10 V提升至0.25 V... 通过压力机将炭黑和聚四氟乙烯压缩,自制活性炭-聚四氟乙烯电极并置于单室生物电化学系统(BES)中,实现无外加有机碳源的自养型脱NH_4^+-N。结果表明,通过给BES外加电压可以提升NH_4^+-N的去除效果,并且随着外加电压从0.10 V提升至0.25 V,NH_4^+-N的去除效果逐渐上升,平均去除率为47.8 mg/(L·d)。生物膜循环伏安(CV)分析结果显示,在电极的阳极和阴极存在多种氧化还原活性成分,说明用活性炭制成的生物阳极和生物阴极具有良好的电活性。基于高通量测序的16S rRNA基因的微生物群落分析表明,通电后微生物群落多样性明显增加,假单胞菌属(Pseudomonas)和副球菌属(Paracoccus)是BES中去除含氮化合物的重要功能菌群。 展开更多

关键词 活性炭 生物电化学系统(BES) 生物膜 NH_4^+-N去除

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电化学强化脱氮中反硝化菌对活性炭纤维电极电化学反应影响初步研究 被引量：5

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作者 应迪文 贾金平 张乐华 《环境污染与防治》 CAS CSCD 北大核心 2005年第7期501-504,共4页

研究固定反硝化菌活性炭纤维电极的阴极极化行为及其硝酸盐氮脱除率,考察了活性炭纤维电极电化学强化脱氮系统中生物过程对电化学过程的影响。实验表明,反硝化过程影响电极电化学反应,参数表观交换电流密度可用来表征体系反硝化菌的反... 研究固定反硝化菌活性炭纤维电极的阴极极化行为及其硝酸盐氮脱除率,考察了活性炭纤维电极电化学强化脱氮系统中生物过程对电化学过程的影响。实验表明,反硝化过程影响电极电化学反应,参数表观交换电流密度可用来表征体系反硝化菌的反硝化能力,新定义了生物效益量,其变化率与硝酸盐氮脱除率相关性良好。 展开更多

关键词 电极生物膜 反硝化 电化学 阴极极化 活性炭纤维 电化学反应 反硝化菌 化学强化 脱氮系统 电极

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处理猪场废水新型膜生物反应器

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《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期14-14,共1页

一种处理猪场废水新型膜生物反应器,包括配水箱、进出水泵、液位计、流量计、炭素纤维填料、中空纤维膜组件、空气流量计、PLC控制系统、曝气头。炭素纤维填料固定于反应器中,整个反应器运行通过PLC系统自动控制。

关键词 膜生物反应器 猪场废水 纤维填料 中空纤维膜组件 控制系统 空气流量计 液位计 自动控制 炭素 新型

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基于高通量测序技术的阳极生物膜群落结构 被引量：5

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作者 王有昭 朱彤 +1 位作者 谢元华 李现瑾 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期105-108,122,共5页

利用高通量测序技术对阳极生物膜的微生物群落结构进行了分析.实验结果表明,高通量测序能够高效地获取电化学生物膜的群落结构信息,产电模式菌Geobacter属在生物膜中占据着优势地位,其数量比例达到30%左右,其次的主要菌属为Thermovirga,... 利用高通量测序技术对阳极生物膜的微生物群落结构进行了分析.实验结果表明,高通量测序能够高效地获取电化学生物膜的群落结构信息,产电模式菌Geobacter属在生物膜中占据着优势地位,其数量比例达到30%左右,其次的主要菌属为Thermovirga,Thauera和Syntrophorhabdus.对比电化学活性丧失前后的生物膜发现,虽然Geobacter菌属在丧失了电化学活性的生物膜中仍然占据统治地位,但是放线菌门的细菌增长显著,其数量比例远高于正常阳极生物膜的0.5%,有可能是抑制生物膜电化学活性的因素之一. 展开更多

关键词 阳极生物膜 生物电化学系统 高通量测序 微生物多样性 16S RRNA

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一种复合电极的制备及其在生物电芬顿系统中的应用——严群,凌婷,刘浩,等.CN104310573

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《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期84-84,共1页

本发明公开了一种复合电极的制备及其在生物电芬顿系统中的应用，属于环境工程和废水处理领域。本发明制备的复合电极是以生物电化学系统为反应器．处理偶氮染料废水．阳极产电微生物氧化有机物产生电子与质子．电子与质子分别经过外电... 本发明公开了一种复合电极的制备及其在生物电芬顿系统中的应用，属于环境工程和废水处理领域。本发明制备的复合电极是以生物电化学系统为反应器．处理偶氮染料废水．阳极产电微生物氧化有机物产生电子与质子．电子与质子分别经过外电路和离子交换膜传递至阴极室． 展开更多

关键词 电化学系统 复合电极 生物电 制备 应用 偶氮染料废水 离子交换膜 微生物氧化

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IFFAS-ESMBR一体式复合工艺处理低C/N石化废水 被引量：1

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作者 赵璇 刘涛 +1 位作者 杨蒙 乔森 《工业水处理》 北大核心 2025年第1期32-40,共9页

构建了悬浮生物载体生物膜-活性污泥组合工艺(IFFAS)耦合电化学强化序批式膜生物反应器(ESMBR)的一体式新型复合工艺(IFFAS-ESMBR),借助生物电化学系统和膜过滤作用,实现了对低C/N石化废水的高效处理。结果表明,对于低C/N实际石化废水(C... 构建了悬浮生物载体生物膜-活性污泥组合工艺(IFFAS)耦合电化学强化序批式膜生物反应器(ESMBR)的一体式新型复合工艺(IFFAS-ESMBR),借助生物电化学系统和膜过滤作用,实现了对低C/N石化废水的高效处理。结果表明,对于低C/N实际石化废水(COD/TN=4.3∶1,COD 1969 mg/L,TN 460 mg/L)的处理,该复合工艺在稳定运行阶段对COD、NH_(4)^(+)-N、TN的平均去除率可分别达到98.1%、91.3%和89.1%。在-1.2 V的外加电压下,CNT-PVDF复合中空纤维膜的跨膜压差(TMP)平均增长速率最高仅为2.5 kPa/d,且膜表面污泥的PN/PS呈逐渐下降趋势,表明其不可逆膜污染程度较轻。16S rRNA高通量测序结果表明,悬浮污泥、膜表面污泥和载体表面污泥中富集了大量的Rhodobacterales、Verrucomicrobiales、Anaerolineales、Xanthomonadales等除碳和脱氮功能菌,对于反应器有机物和氨氮的降解具有显著作用。此外,载体表面富集了大量的Nitrosomonadales、Burkholderiales等硝化和反硝化细菌,进一步印证了反应器良好的TN去除效果。以上研究结果可为C/N石化废水强化生物处理工艺提供参考。 展开更多

关键词 低碳氮比废水 悬浮生物载体生物膜-活性污泥组合工艺 电化学系统 同步硝化反硝化

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MES-AnMBR耦合工艺处理模拟偶氮染料废水及膜污染特性研究

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作者 郧若麟 曲立威 +2 位作者 羌金凤 张翀 李先宁 《化工环保》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期606-612,共7页

采用微生物电化学系统(MES)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合工艺处理模拟偶氮染料废水,考察了该工艺的产电情况、对偶氮染料刚果红(CR)的脱色率和膜污染特性。结果表明,外阻为50Ω时,反应器阳极的电化学活性最高,平均输出电流、最大功率... 采用微生物电化学系统(MES)-厌氧膜生物反应器(AnMBR)耦合工艺处理模拟偶氮染料废水,考察了该工艺的产电情况、对偶氮染料刚果红(CR)的脱色率和膜污染特性。结果表明,外阻为50Ω时,反应器阳极的电化学活性最高,平均输出电流、最大功率密度和电流密度分别为(0.43±0.03)mA、78.98 mW/m^(2)和644.63 mA/m^(2);50Ω、400Ω和1000Ω3组反应器的平均COD去除率在81.44%~85.20%,平均脱色率分别为(89.50±3.14)%、(85.00±3.15)%和(82.00±2.87)%;与对照组相比,50Ω、400Ω和1000Ω3组反应器将膜堵塞的时间从16 d分别延长至39 d、35 d和24 d。反应器产生的电流能够促进泥饼层中溶解性微生物产物(SMP)和胞外聚合物中蛋白质和多糖的降解,随着输出电流的增加,SMP和松散型胞外聚合物含量逐渐降低。 展开更多

关键词 厌氧膜生物反应器 微生物电化学系统 偶氮染料废水 膜污染

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复方丹参制剂口服吸收研究新进展 被引量：9

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作者 潘素静 龙晓英 +1 位作者 林婉婷 陈永钧 《中成药》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期1526-1530,共5页

本文对复方丹参制剂药效物质基础及其口服吸收相关研究进行综述,尤其是对复方丹参方中的水溶性成分、脂溶性成分、三七皂苷类成分等有效成分胃肠道吸收差的原因及机制进行了归纳与分析,并针对如何提高脂溶性成分的溶解度和水溶性成分的... 本文对复方丹参制剂药效物质基础及其口服吸收相关研究进行综述,尤其是对复方丹参方中的水溶性成分、脂溶性成分、三七皂苷类成分等有效成分胃肠道吸收差的原因及机制进行了归纳与分析,并针对如何提高脂溶性成分的溶解度和水溶性成分的生物膜渗透性与黏附性来提高这些成分吸收进行了较系统的文献总结与分析,为复方丹参方的进一步开发利用提供参考。 展开更多

关键词 复方丹参制剂 口服吸收 溶解度 生物膜渗透性 新型给药系统

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