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基于MFC的UASB厌氧消化过程生物传感器特性研究被引量：2: 2015年; 为改善升流式厌氧污泥床（UASB）工艺缺少动态信息和在线监测工具,设计了一套新型的升流式厌氧污泥床微生物燃料电池（UASB-MFC）耦合系统用以在线监测厌氧消化过程。对UASB-MFC反应器启动及生物颗粒形成进行了研究,并考察悬浮液COD浓度与MFC电压之间的关系,以及系统失衡条件下MFC电压反馈情况。结果表明,该耦合反应器23天可快速启动,形成生物颗粒。在进水浓度为1000~3000 mg？L-1时,电压与基质浓度存在一定的关系,此阶段UASB处理效率较高。当进水浓度较低时,MFC电压上升平缓,此阶段处于低负荷运行;当进水浓度较高时MFC电压下降,系统出现酸化,抑制微生物活性,COD去除率下降。稳定运行180天,MFC的稳定性良好。上述结果表明MFC电信号能够反映UASB内部的动态过程,将成为一种用来监测和控制生物过程的重要工具。; 贾辉丁志威王捷文哲武; 关键词：升流式厌氧污泥床空气阴极生物传感器

磁絮凝膜过滤工艺中附加磁场强化清洗被引量：4: 2014年; 基于磁强化絮凝膜过滤(MEFMF)工艺中磁絮体和含磁滤饼层的特性,设计了在线(on-line)和离线(off-line)磁强化清洗(MEC)工艺。在磁场和曝气剪切的协同作用下,含磁滤饼层脱离膜纤维表面,膜通量恢复率较常规物理清洗(RC)明显提高。在离线磁强化清洗时,设计反洗装置中心的磁感应强度为6 m T,曝气强度为500L·m-2·min-1,控制清洗时间为5 min,维持反洗压力0.04 MPa,可达到最佳的膜清洗效果,通量恢复率达97%以上。在外加磁场强化清洗过程中,滤饼层中的磁种发生磁化作用,滤饼层表现出微弱的宏观磁性,在磁场的作用下向磁极运动,使得膜通量恢复率明显提高。此外,在MEFMF工艺中采用间歇磁强化清洗,可以更加有效地去除引起不可逆膜污染的胶体和有机物,降低膜污染速率,减缓膜污染。; 王捷杨军贾辉张宏伟; 关键词：磁絮凝膜清洗膜污染

短程混凝-膜过滤工艺清洗过程中气液两相流对絮体形成的影响: 2014年; 基于数值模拟的方法研究了不同填充密度和不同曝气强度下短程混凝-膜过滤工艺中膜清洗过程反应器内流场特性。结合絮凝动力学理论,引入微涡旋尺度参数来判定影响絮体形成的流场状态,以评估膜清洗过程中曝气强度对絮体形成及膜清洗效果的影响,并用实时图像技术对模拟结果进行验证。研究结果表明,反应器填充密度为7.38%,气水比为15:1时,反应器内平均有效能耗适中,且形成的微涡旋尺度也适中,不会对絮体产生明显的破坏作用,有利于形成较大尺寸的絮体;同时在膜组件附近产生较强的水流剪切速度,使膜面得到有效的清洗。结合实验分析,反应器填充密度为7.38%,气水比为15:1时,反应器内形成的絮体粒径较大且与数值模拟得到的微涡旋尺度相近,上清液UV254和TOC值最低,去除效果最好。; 王捷吴义耿全月张宏伟李莉; 关键词：混凝动力学气液两相流

循环絮凝对水中SUVA及膜污染的影响被引量：3: 2014年; 将循环接触絮凝与膜过滤相结合组成循环接触絮凝-膜过滤(CF-MF)工艺,以传统混凝-膜过滤(C-MF)工艺为对照,考察两种工艺在延缓膜污染方面的差异。采用比紫外吸光度(SUVA)作为有机物亲/疏水特性的评价指标,分析工艺变化对SUVA的影响以及SUVA和综合膜污染指数(UMFI)之间的内在联系。结果发现,膜出水SUVA与膜污染呈很好的相关性,出水SUVA越高,膜污染越严重;在最佳工艺条件下,CF-MF出水和混凝上清液SUVA分别达到了1.74 L·mg-1·m-1和1.18 L·mg-1·m-1,去除率与C-MF工艺相比分别提高17%和29%,说明CF-MF工艺对水中疏水性物质的去除效果比C-MF更好,能够有效控制疏水性物质对膜形成的污染;与C-MF相比,CF-MF能够更有效地去除水中的有机物,当混凝剂氯化铁投加量为6 mg·L-1、回流絮体浓度为10 mg·L-1时,UV254和DOC的去除率分别达到了58.75%和49.7%。; 王捷程志杨贾辉张宏伟黄亚丽; 关键词：混凝膜污染

磁絮凝技术用于高浊海水淡化预处理工艺中的浊度去除被引量：6: 2015年; 将磁絮凝技术用于高浊海水淡化预处理工艺中的浊度去除.运用Design-expert 8.0.6软件设计实验,以浊度去除率为考察指标进行烧杯实验,确定在该海水水质条件下混凝剂以及混凝剂与磁粉复配时的最佳投加量.响应曲面法分析结果表明:单独投加混凝剂时,在Fe Cl3投加量为31.15 mg/L时,浊度去除率达到最大值85.9%;加载磁粉强化混凝时,在Fe Cl3投加量为28.74 mg/L、Fe3O4投加量为6.02 mg/L时,浊度去除率达到最大值92.8%.通过加载磁粉,不仅可以减少混凝剂用量,而且对于海水浊度的去除率也明显提高.; 王捷杨洒洒贾辉刘露露文哲武杨光郭胜男白金铎; 关键词：磁絮凝浊度去除响应曲面法

微生物燃料电池生物传感器在环境监测中的应用及其研究进展被引量：9: 2015年; 微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)是一种能够将化学能直接转化为电能的装置.由于其产生的电信号可以直接反映微生物的新陈代谢活动并能实现在线监测,因此MFC在生物传感器领域中迅速发展.MFC生物传感器可利用MFC产生的电流或电压作为电信号对被分析物进行分析测量,具有灵敏度高、监测速度快、操作简便、可在线连续监测等优点.本文简述了微生物燃料电池生物传感器的工作原理和在环境监测中的研究进展,并对其发展前景作了预测和展望.; 张宏伟郑雅文王捷郭幸斐; 关键词：微生物燃料电池生物传感器环境监测在线监测

基于MFC电场强化的MBR膜污染控制被引量：6: 2015年; 将膜生物反应器(MBR)与微生物燃料电池(MFC)相结合,设计了一种MFC-MBR耦合工艺。对不同运行条件下MFC电场对MBR运行的影响与常规MBR(CMBR)工艺进行了对比。结果表明:以污水为基质的MFC产生的生物弱电场能有效控制膜污染速率,抑制不可逆污染。在不同污泥浓度下,MFC电场对于控制松散胞外聚合物(LB-EPS)中多糖类小分子污染物具有明显的优势,但对紧密胞外聚合物(TB-EPS)的控制并不明显。附加电场后,污泥zeta电位的绝对值分别降低2.7、7.1和4.1 m V,并促进了丝状菌的生长,使污泥絮凝性增强,污泥粒径变大。; 毕芳华贾辉王捷张成众乔龙胜; 关键词：MBR MFC 膜污染胞外聚合物

超滤膜为分隔膜的双室微生物燃料电池的产电特性: 2013年; 针对分隔膜对微生物燃料电池产电特性的影响问题,采用截留分子质量(MWCO)分别为4 ku、10 ku、30 ku和100 ku的4种不同超滤膜(UF)作为分隔膜材料进行了基础研究.通过SEM观察,各反应器阳极表面附着形态相同的产电微生物.阶段运行结果表明:4种UF膜中库伦效率最大为4.15%,功率密度最大为113.3mW/m3,内阻随截留分子质量的增大依次为UF(4 ku)211Ω,UF(10 ku)297Ω,UF(30 ku)157Ω,UF(100ku)241Ω;产电结束后各超滤膜MFC的阳极室出水COD均低于80 mg/L,对COD去除率均达到85%以上,出水pH几乎保持不变;采用聚醚砜材质的UF膜(30 ku)功率密度最大,内阻最小,产电性能最为优良.; 于丰玮王捷郑雅文张晓君廖跃仙; 关键词：超滤膜内阻功率密度

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天津市科技兴海项目(KJXH2012-5)