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水铁矿富集功能微生物强化土壤微生物电化学降解石油烃
1
作者 于鑫 杨思德 +4 位作者 陈永刚 杨玥玮 孙嘉璐 张云 李晓晶 《农业环境科学学报》 北大核心 2025年第4期990-1002,共13页
为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、36... 为探究土壤微生物电化学系统(Microbial Electrochemical System,MES)中土著微生物在增强石油烃降解过程中对外源水铁矿的响应,设置无电极、开路、闭路3种土壤MES反应装置,即在无生物电场、局部生物电场和有效生物电场下,于第0、202、368天考察石油烃降解和土壤微生物群落的变化。结果表明:水铁矿在无电极、开路和闭路处理中的转化依次增加,从而伴随着更高的石油烃降解(较对照提升22%)。水铁矿添加后,土壤微生物群落多样性增强,受确定性过程影响增大。此外,群落共生网络关系得到加强,进而强化了种间的协助互作。虽然长时间的运行使得系统优势门(Desulfobacterota、Firmicutes、Proteobacteria)丰度降低50%,优势属(SBR1031、SEEP-SRB1、KCM-B-112)丰度降低16%,但水铁矿能够选择富集功能微生物,包括铁还原菌(Geoalkalibacter、Limnobacter)、石油烃降解菌(Desulfosarcinaceae、Salinimicrobium、Immundisolibacter)、产电菌(Geoalkalibacter、Mycobacterium),其丰度最高提升至对照的4.7倍,以支撑土壤MES的强化石油烃降解和产电功能,这在功能预测中也得以证实。总之,水铁矿能够通过刺激土壤中的功能微生物的定殖并加强其联系来加强微生物电化学系统降解石油烃等有机污染物的功能。 展开更多
关键词 石油烃污染 土壤微生物电化学系统 水铁矿 功能微生物
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基于蓝藻生物炭粒子电极的3维电化学系统对磺胺甲恶唑的降解
2
作者 张晴 赵丽娜 +4 位作者 蒋欣 边博 杨维本 赵俭波 杨朕 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期24-34,共11页
遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX... 遵循“以废治废”理念,以机械打捞后的太湖蓝藻这一典型固废为原料,采用高温热解和酸/碱处理的方法制备了环境友好的蓝藻基生物炭,并将其作为3维电化学系统(3DES)中的粒子电极,用于高效催化氧化降解去除水中的典型抗生素磺胺甲恶唑(SMX)。经过热解及酸/碱改性后,生物炭更大的比表面积和更丰富的孔道结构提高了SMX在粒子电极表面的富集能力;而蓝藻中原有的铁、氮等元素掺杂在热解生物炭中有效提高了体系中活性氧物种的产生量,使得体系对SMX的去除率和矿化率均显著提高。在最佳制备和运行条件下(粒子电极制备条件:700℃热解和碱改性;3DES运行条件:电流600mA、溶液pH为6、粒子电极用量1.00g/L、水流速300 mL/min、电解质Na_(2)SO_(4)浓度50mmol/L),SMX在120min内去除率可达96%以上;6h后,水体总有机碳(TOC)去除率可达94%。机理研究表明,3DES中,SMX降解的间接氧化作用(占比84.32%)大于直接氧化作用(占比15.68%);间接氧化中,HO^(·)和SO_(4)^(·-)在体系中均被检出,但是,未检测出超氧自由基和单线态氧;而相较于SO_(4)^(·-),HO^(·)对SMX的降解占主导地位(间接氧化中HO占比87.31%)。在连续循环使用6次后,3DES对SMX的去除效率仍能保持在85%以上。研究结果为基于蓝藻生物炭粒子电极的3DES在水处理领域的应用提供了技术支撑和理论依据。 展开更多
关键词 蓝藻基粒子电极 3维电化学系统 抗生素 降解 生物炭
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生物电化学厌氧消化的应用现状与研究进展 被引量：1
3
作者 李蕾 罗思晗 +4 位作者 叶文杰 孙惠 陈颜子云 王小铭 彭绪亚 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2568-2579,共12页
调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高... 调研了近年来报道的生物电化学厌氧消化经典案例,梳理了该系统的构型及工作原理;讨论了其解抑增效潜能及机理;分析了外加电压、电极材料及布置间距等对系统强化效果的影响.目前,生物电化学厌氧消化系统通常可将厌氧消化甲烷产率产量提高0.15~8.6倍,提升沼气中的甲烷含量至原来的1.2~1.6倍.外加电极及电压造成的功能微生物富集和电子高效传递是系统性能强化的主要原因.有鉴于此,电压和电极材料是系统效能的主要影响因素.该系统的规模化运行受到经济性制约,后期探索间歇供电、新能源供电、峰谷电等用电策略或形式;研发利于微生物富集但不易结垢的电极材料,创新电极组件摆放或嵌入型式等可能对该系统的工程化应用具有重要促进作用. 展开更多
关键词 生物电化学厌氧消化 技术原理 系统效能 强化机理 影响因素
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生物电化学系统硝基酚降解与其结构关系研究 被引量：2
4
作者 陈晨 张艳艳 沈锦优 《水处理技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期48-50,56,共4页
实验构建了有隔膜的生物电化学系统(BES)系统,考察一硝基酚的3种同分异构体,邻硝基酚(ONP)、间硝基酚(MNP)和对硝基酚(PNP)的降解与其结构的关系。分析了在不同阴极电位和水力停留时间下的降解情况,比较了硝基酚的电子云密度、前线轨道... 实验构建了有隔膜的生物电化学系统(BES)系统,考察一硝基酚的3种同分异构体,邻硝基酚(ONP)、间硝基酚(MNP)和对硝基酚(PNP)的降解与其结构的关系。分析了在不同阴极电位和水力停留时间下的降解情况,比较了硝基酚的电子云密度、前线轨道能量和氢键角度。结果表明,同等阴极电位和阴极水力停留时间下3种物质的降解程度不同,但降解顺序呈现出统一的趋势,即ONP最容易发生降解,PNP最难。得电子能力最强的是ONP,最弱的是PNP。PNP的最高已占轨道能量最低,能极差最大,说明PNP所受束缚最大,轨道最难发生变化;而ONP的能级差最小。这都说明了硝基酚的降解顺序为ONP>MNP>PNP。 展开更多
关键词 硝基酚 生物电化学系统(bes) 降解
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电化学系统内Feammox/NDFO耦合工艺脱氮效能和机理 被引量：2
5
作者 胡劲涛 信欣 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期4958-4967,共10页
针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷,提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略.实验室内搭建生物电化学系统(BES)序批式厌氧反应器(B组),同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(A组)为对照组.A、B两... 针对目前Feammox/NDFO耦合工艺启动慢、脱氮效能不理想等缺陷,提出基于电化学原理强化Feammox/NDFO耦合工艺的策略.实验室内搭建生物电化学系统(BES)序批式厌氧反应器(B组),同时以不加电化学系统的普通厌氧反应器(A组)为对照组.A、B两组反应器共运行100d,分析了两反应器Feammox/NDFO耦合工艺启动过程中的脱氮效能、脱氮路径验证及种群结构组成,并探讨了BES系统Feammox/NDFO强化脱氮的机理.结果表明,实验组(B组)内NH_(4)^(+)-N去除率显著提高,第76d去除率趋于100%,TN去除率达65.83%;而对照组(A组)在第100d时,对NH_(4)^(+)-N和TN的去除率分别为50.22%和43.01%.脱氮路径验证实验结果表明,A、B组反应器内均有Feammox、NDFO、Anammox反应发生;并且B组反应器内反硝化速率明显大于A组.高通量测序结果表明,B组中铁循环脱氮功能菌中Desulfobacterota菌门的相对丰度较A组提高了2.34%;Thiobacillus和Denitratisoma丰度较A组分别提高了1.13%和0.87%.BES反应体系加速富集铁循环脱氮功能菌群,并可通过BES电极进行胞外电子转移,从而达到增强脱氮效能. 展开更多
关键词 厌氧铁氨氧化 硝酸盐型厌氧亚铁氧化 生物电化学系统 脱氮
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生物电化学系统还原二氧化碳产甲烷研究进展 被引量：4
6
作者 蒋海明 季祥 +2 位作者 司万童 潘建刚 蔡禄 《土木建筑与环境工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期127-133,共7页
生物电化学系统还原CO2合成燃料或有机化工产品近年来已成为环境微生物学的研究热点。首先就生物电化学系统的工作原理、生物电化学系统还原CO2产甲烷的阴极功能微生物、生物电化学系统还原CO2产甲烷的机制、生物电化学系统的反应器及... 生物电化学系统还原CO2合成燃料或有机化工产品近年来已成为环境微生物学的研究热点。首先就生物电化学系统的工作原理、生物电化学系统还原CO2产甲烷的阴极功能微生物、生物电化学系统还原CO2产甲烷的机制、生物电化学系统的反应器及影响生物电化学系统还原CO2产甲烷的因素等方面的研究进展进行了综述,然后分析了生物电化学系统还原CO2产甲烷存在的问题,并讨论了其今后的重点研究方向,以期为生物电化学系统还原CO2产甲烷研究提供参考。 展开更多
关键词 生物电化学系统 二氧化碳捕集 生物燃料 生物催化 二氧化碳 甲烷
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微生物电化学系统处理含氮废水研究进展 被引量：3
7
作者 严群 刘浩 《食品与生物技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期449-454,共6页
作为全球性的水体污染物,近年来氮素的去除受到越来越多的重视。传统的脱氮工艺通常有不同程度的脱氮费用较高、容易产生二次污染、需要后续处理工艺等缺点。近年来,基于微生物电化学系统(BES)的脱氮过程因具有能耗低,剩余污泥产生量少... 作为全球性的水体污染物,近年来氮素的去除受到越来越多的重视。传统的脱氮工艺通常有不同程度的脱氮费用较高、容易产生二次污染、需要后续处理工艺等缺点。近年来,基于微生物电化学系统(BES)的脱氮过程因具有能耗低,剩余污泥产生量少,以及可同时脱氮脱盐等多种优势,正越来越被各界关注。作者从BES反应器结构、电极材料选型以及不同操作条件(pH、DO、碳源类型和C/N)等三个方面进行阐述,并提出这一领域未来可能的研究方向。 展开更多
关键词 微生物电化学系统 废水 脱氮 影响因素
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有机污染物作为生物电化学系统电子供体研究进展 被引量：1
8
作者 华涛 冯宇航 +3 位作者 张静卓 李凤祥 周启星 李亚宁 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1-6,共6页
有机废水成分复杂,处理成本高,是污水处理研究领域的难题。不同于常规废水生化处理法,以有机污染物作为电子供体为特征的生物电化学系统能够有效降解有机污染物,同时回收有机污染物化学键中的化学能,实现废水能源化处理。综述了有机污... 有机废水成分复杂,处理成本高,是污水处理研究领域的难题。不同于常规废水生化处理法,以有机污染物作为电子供体为特征的生物电化学系统能够有效降解有机污染物,同时回收有机污染物化学键中的化学能,实现废水能源化处理。综述了有机污染物作为生物电化学系统电子供体的研究进展,电子供体包括常规有机污染物、有毒有机污染物和新型污染物,并对其不足与发展前景进行了分析。 展开更多
关键词 生物电化学系统 电子供体 有机污染物 废水处理
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连续搅拌微生物电化学系统处理高浓度模拟废水的效能 被引量：1
9
作者 王海曼 曲有鹏 +1 位作者 何伟华 冯玉杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期42-48,共7页
微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:... 微生物电化学系统在面向实际废水处理时,表现出产电性能下降、出水水质差等缺点.为了提高其处理中高浓度、含发酵类底物废水的性能,将连续搅拌釜式反应器与之耦合,构建一体式连续搅拌微生物电化学系统(CSMER).确定系统的最佳运行条件:以连续流方式运行,在水力停留时间为12 h,进水COD浓度为6 000 mg·L^(-1)时,系统内4个电池的最大功率密度分别达(583±9),(562±7),(533±10)和(572±6)mW·m^(-2),COD去除率为(87.1±1.1)%,甲烷产率为(1.48±0.15)L·L^(-1)·d^(-1).与对照的连续搅拌釜式反应器相比,其COD去除率及甲烷产率分别提高了61.6%及244.2%.焦磷酸测序结果表明,CSMER底端的全混流搅拌区(CMZ)以Clostridium(10.0%)、Acidaminococcus(11.7%)及Lactococcus(10.8%)等水解发酵菌群为优势细菌菌属;顶端的微生物电化学区(MEZ)以产电菌Geobacter(14.5%)占优势.CSMER中相对复杂的细菌群落结构使其同时含有丰度较高的嗜乙酸产甲烷菌科(52.2%)和嗜氢产甲烷菌科(47.1%),而底端CMZ的厌氧消化过程与顶端MEZ的产电过程之间的协同作用是实现该系统性能优于对照反应器的主要原因. 展开更多
关键词 连续搅拌微生物电化学系统 连续搅拌釜式反应器 电能输出 COD去除率 焦磷酸测序
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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
10
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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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
11
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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微机联用生物电化学测量系统的研制
12
作者 戴鸿平 吴辉煌 周绍民 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 1991年第2期165-170,共6页
本工作将 Apple Ⅱ 微机同 A/D、D/A 转换器结合,建立了多参数控制的电化学极化信号发生器和数据采集软、硬件系统。该系统同自装的恒电位仪及相应开关电路联用,实现了电化学控制与测量的自动化。自装恒电位仪由具有极高输入阻抗和超低... 本工作将 Apple Ⅱ 微机同 A/D、D/A 转换器结合,建立了多参数控制的电化学极化信号发生器和数据采集软、硬件系统。该系统同自装的恒电位仪及相应开关电路联用,实现了电化学控制与测量的自动化。自装恒电位仪由具有极高输入阻抗和超低偏流的运算放大器构成,可以测定超低电流和高内阻电位信号,适用于生物电化学研究。 展开更多
关键词 生物电化学 微机 测量系统
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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
13
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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CRISPR电化学生物传感器在肿瘤检测中的应用
14
作者 李双 陈挚 +2 位作者 黄韵霞 赵国军 江婷 《生物化学与生物物理进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1771-1787,共17页
肿瘤的早期诊断对提高生存率和减轻患者痛苦具有重要意义。对体液中的肿瘤标志物(如ctDNA、miRNA、蛋白质、外泌体等)进行敏感检测是早期肿瘤诊断的重要途径。然而,传统的肿瘤检测方法由于其成本高、时间长以及灵敏度低,已成为肿瘤诊疗... 肿瘤的早期诊断对提高生存率和减轻患者痛苦具有重要意义。对体液中的肿瘤标志物(如ctDNA、miRNA、蛋白质、外泌体等)进行敏感检测是早期肿瘤诊断的重要途径。然而,传统的肿瘤检测方法由于其成本高、时间长以及灵敏度低,已成为肿瘤诊疗领域亟需突破的技术瓶颈。源于细菌的适应性免疫系统的规则成簇间隔短回文重复序列(clustered regularly interspaced short palindromic repeats,CRISPR)及其相关蛋白质(CRISPR-associated protein,Cas)系统,已开发成为一种高效的分子诊断工具。近年来,通过结合便捷、高灵敏、响应速度快的电化学技术,CRISPR/Cas生物传感器在快速检测领域显示出巨大潜力。本文简要介绍了第Ⅱ类CRISPR/Cas系统单效应蛋白的原理及特点,重点综述了基于CRISPR/Cas电化学生物传感器的各种检测技术(包括阻抗法、伏安法、光电化学法和电化学发光法)在肿瘤诊断领域的应用,并讨论了CRISPR/Cas集成电化学生物传感器的优势与局限性、当前的挑战及未来的发展前景。 展开更多
关键词 CRISPR/Cas系统 电化学生物传感器 肿瘤检测
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用于生物电化学系统的石墨烯电极新进展 被引量：5
15
作者 王强 黄丽萍 +2 位作者 于洪涛 全燮 陈国华 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2013年第5期889-896,共8页
可持续社会的发展需要成本低,并从废物或废水中提取能源或将能源转化为产品的环境友好技术.近年兴起的生物电化学系统(BESs)利用微生物催化不同电化学反应,是将废物或废水中能量转化为电能等多种产品的发展前景广阔的新技术.当有关反应... 可持续社会的发展需要成本低,并从废物或废水中提取能源或将能源转化为产品的环境友好技术.近年兴起的生物电化学系统(BESs)利用微生物催化不同电化学反应,是将废物或废水中能量转化为电能等多种产品的发展前景广阔的新技术.当有关反应的吉布斯自由能小于零,系统输出电能,此时的BESs即为微生物燃料电池(MFCs);相反,若反应的吉布斯自由能为正值,此时的BESs被称为微生物电解电池(MECs).随着研究工作的不断深入和拓展,BESs的电极性能已成为制约其应用的瓶颈.石墨烯以其独特的结构和优异的材料性能在BESs领域,特别是MFCs中得以应用.本文参考了最新的文献资料,综述了石墨烯应用于BESs的发展现状,包括应用于MFCs的石墨烯电极、掺杂石墨烯电极、担载石墨烯电极,对其在MECs中可能的应用,以及未来发展趋势予以展望. 展开更多
关键词 石墨烯 电极 生物电化学系统 微生物燃料电池 微生物电解电池
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改性蓝藻生物炭促进生物电化学系统阴极氢自养反硝化过程研究 被引量：4
16
作者 熊江磊 罗嘉豪 严群 《环境工程技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1640-1646,共7页
以太湖蓝藻为原料制备不同种类的活性生物炭,并将其投入到生物电化学系统(BES)的阴极促进氢自养反硝化。通过扫描电镜、能谱仪和傅里叶红外光谱对未经改性(ABC-800)、硝酸改性(ABC-800N)和KOH改性(ABC-800K)3组蓝藻生物炭进行观察,并与... 以太湖蓝藻为原料制备不同种类的活性生物炭,并将其投入到生物电化学系统(BES)的阴极促进氢自养反硝化。通过扫描电镜、能谱仪和傅里叶红外光谱对未经改性(ABC-800)、硝酸改性(ABC-800N)和KOH改性(ABC-800K)3组蓝藻生物炭进行观察,并与不加入蓝藻生物炭的对照组进行比较,以考察生物炭促进BES生物阴极的反硝化过程中的电子传递机制。结果表明:ABC-800N表面的N、O元素含量最高,同时与电子传递能力及生物相容性相关的共轭醌、酮结构的丰度也最高;将蓝藻生物炭投加至BES的非生物阴极中可提高阴极的脱氮效率,ABC-800N投加量为0.5 g时,7 d内脱氮效率达到最高,为96.0%,而对照组仅为29.6%;高通量测序表明,ABC-800N组的优势菌属为Thauera、JGI_0001001_H03、Thiobacillus、Denitratisoma等。 展开更多
关键词 生物电化学系统(bes) 氢自养反硝化 蓝藻生物炭 高通量测序
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难降解废水生物电化学系统强化处理的研究进展 被引量：10
17
作者 谢嘉玮 朱国营 +5 位作者 谢军祥 常尧枫 姜滢 郭萌蕾 马楫 陈重军 《工业水处理》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1-7,共7页
工业废水中难降解污染物的强化去除是水处理的研究热点。介绍了生物电化学系统(BES)对废水中难降解污染物的降解原理,分析了电极、外加电压、盐度和电化学活性细菌(EAB)等因素对其处理效能的影响,讨论了其在偶氮染料废水、硝基芳烃废水... 工业废水中难降解污染物的强化去除是水处理的研究热点。介绍了生物电化学系统(BES)对废水中难降解污染物的降解原理,分析了电极、外加电压、盐度和电化学活性细菌(EAB)等因素对其处理效能的影响,讨论了其在偶氮染料废水、硝基芳烃废水、氯酚废水等典型难降解工业废水强化处理中的应用效果,并阐述了BES与生物法的耦合工艺及优势。分析认为BES中电极材料的经济性选择和改性修饰、EAB的筛选富集、实际应用电耗成本等是BES大规模应用亟待解决的问题。 展开更多
关键词 生物电化学系统 难降解废水 电极
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甲烷化抑制剂在微生物电化学合成乙酸系统中的生物抑制效应 被引量：3
18
作者 戚玉娇 BRIDIER Arnaud +3 位作者 DESMOND LE QUEMENERElie 吕凡 何品晶 BOUCHEZ Théodore 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期2033-2040,共8页
研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化。结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO_2还原的主导产物,最... 研究了利用2-溴乙烷磺酸钠(BES)选择性抑制产甲烷菌,从而提高微生物电化学系统合成乙酸产率的可行性,并对比了BES添加前后阴极室微生物菌群结构的变化。结果表明,厌氧混合菌接种物未经BES处理时甲烷是电化学系统CO_2还原的主导产物,最大生成速率达0.95 mmol·L^(-1)·d^(-1),8 d反应时间甲烷中电子回收率达55.0%,16S r RNA测序结果显示固态阴极的主要菌群为Methanobacteriaceae。BES的添加基本抑制了产甲烷菌的活动,使得乙酸成为主导产物,其合成速率最高达2.22 mmol·L^(-1)·d^(-1),系统总电子回收率达67.3%。Rhodocyclaceae(15.1%),Clostridiaceae(11.9%)、Comamonadaceae(11.1%)和Sphingobacteriales(11.0%)为主要菌群。研究结果表明了微生物电化学合成系统中抑制甲烷生成对调控微生态结构,从而调控电化学终产物的重要性。 展开更多
关键词 微生物电化学合成系统 二氧化碳还原 乙酸合成 2-溴乙烷磺酸钠(bes) 甲烷化抑制剂 控制 选择性 生物过程
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耦合发酵产氢尾液处理的微生物电化学系统研究 被引量：3
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作者 卢建宏 李卓 +5 位作者 孙驰贺 付乾 李俊 张亮 廖强 朱恂 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期4157-4163,共7页
区别于传统的稀释或加缓冲剂调节pH值的方法,本文提出采用微生物电解池(MEC)电调控暗发酵尾液pH值,并进一步采用微生物电合成系统(MES)降解废液产甲烷.结果表明,在MEC处理产氢暗发酵尾液过程中,伴随着阴极侧氢气的产生,暗发酵尾液中大... 区别于传统的稀释或加缓冲剂调节pH值的方法,本文提出采用微生物电解池(MEC)电调控暗发酵尾液pH值,并进一步采用微生物电合成系统(MES)降解废液产甲烷.结果表明,在MEC处理产氢暗发酵尾液过程中,伴随着阴极侧氢气的产生,暗发酵尾液中大量H+被消耗,溶液pH值从4.5升高到8.7;随后在MES中,产氢发酵尾液中有机物被进一步降解产生甲烷,其平均产甲烷速率达到4.5mmol/(L·d),且在21d内化学需氧量(COD)去除率达到89%,远优于没有经过pH调控的产氢发酵尾液MES中的产甲烷性能. 展开更多
关键词 微生物电化学系统 暗发酵尾液 pH调控 有机物降解 甲烷
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土壤微生物电化学系统降解四环素的机理 被引量：4
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作者 赵晓东 李晓晶 +4 位作者 赵鹏宇 宋敏丽 燕平梅 任天志 李永涛 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期778-786,共9页
以四环素为研究对象,构建土壤微生物电化学系统(SMES),避光恒温培养58d后进行采样分析,研究了四环素降解、土壤理化性质、酶活性和三域微生物之间的内在联系,以揭示四环素在SMES中的生物降解机理.结果表明,采用SMES处理后,四环素降解率... 以四环素为研究对象,构建土壤微生物电化学系统(SMES),避光恒温培养58d后进行采样分析,研究了四环素降解、土壤理化性质、酶活性和三域微生物之间的内在联系,以揭示四环素在SMES中的生物降解机理.结果表明,采用SMES处理后,四环素降解率从52%显著提升至70%.与对照处理相比,脱氢酶活性在SMES中显著提升了144%,且与四环素降解率显著正相关.相比之下,在SMES中多酚氧化酶、过氧化氢酶和漆酶对四环素的降解效果微弱.pH值是影响土壤微生物群落的重要理化因子,且与四环素降解呈负相关关系.Network关联分析显示,真菌在四环素降解中起到关键作用,Geoalkalibacter、Microascus、Wardomyces和Scopulariopsis是四环素的潜在降解菌,其中Microascus和Scopulariopsis是脱氢酶的潜在分泌菌. 展开更多
关键词 土壤微生物电化学系统 四环素 降解微生物 脱氢酶
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