循环伏安扫描对微生物燃料电池启动和产电性能的影响

微生物燃料电池(MFCs)的启动及产电性能直接影响其应用于对实际废水的处理。以屠宰厂废水为基质研究了循环伏安扫描对单室空气阴极微生物燃料电池启动和产电性能的影响。结果表明:经过24 h CV扫描的MFCs其启动时间比常规电阻(1000?)直接启动的MFCs缩短了71.4%(从420 h缩短至120 h),MFCs最大功率密度提高了21.5%,达到37.8 W·m^(-3)。通过电极生物量测定和生物膜表面形貌观察发现,经CV扫描的阳极生物量显著提高且生物膜的产电菌占优势是MFCs性能提高的主要原因。说明CV扫描不断促进产电菌在阳极表面的吸附,而且增加产电微生物的生长速度。这一技术为发展MFCs的快速启动和提升MFCs的产电性能提供了新思路。

城市废水能源化与资源化处理技术进展

废水中蕴藏着巨大的有机化学能、热能,其能源化与资源化利用正得到越来越多的重视。本文对废水有机化学能及热泵回收利用技术以及再生水资源回用技术进行了梳理,并提出多种技术耦合实现多种资源的回收及多种能源的输出,为城市污水处理厂改造或者新建污水处理厂的设计提供了新的思路。

直接蒸发式过冷水却器热力特性数值模拟分析

过冷却器的设计是制取冰浆的核心难点,存在换热效率低、易冰堵等问题。本文提出直接蒸发式制取过冷水的思路,并采用仿真手段对过冷水制取过程中的传热过程进行了模拟分析。模拟结果显示,在条件设定合理时,采用直接蒸发最大可获得-1.5℃的过冷水,且制冷剂的质量流量不宜过大,以免过冷度偏大增加管内结冰风险。

社区餐厨垃圾就地分类处理解决方案探讨

社区餐厨垃圾位于居民生活区内,其产生量大,易产生环境污染问题。本文分析餐厨垃圾产生的空间分布特性,提出社区餐厨垃圾分类处理的解决思路,并以浙江某未来社区餐厨垃圾处理项目为例对餐厨垃圾处理方案进行针对性的探讨及成本分析。结果显示,对社区餐厨垃圾实施分类、就地处理具有较好的市场前景及较高的社会经济效益。

制冰桶结构对制冰性能影响的数值模拟分析研究

本文提出一种冰桶动态制冰工艺,并采用Fluent手段模拟不同制冰桶形状及制冰桶倾角对制冰过程的影响。模拟结果显示,随着制冰过程的持续进行,三种截面形状的制冰桶内温度都随之降低,桶内液相体积比例也随时间而降低,但是在相同时间内近菱形截面的制冰桶内温度要比矩形及近椭圆形要低0.1℃,Y轴中心面方向上的结冰厚度比矩形及近椭圆形要深36 mm。本文还模拟了近菱形截面不同倾角对制冰性能的影响,模拟结果显示,近菱形截面倾角越大制冰速度越快,因此在设计冰桶时倾角应尽可能大。

阳极材料对6L微生物燃料电池性能及有机废水处理效果的影响

阳极材料是影响微生物燃料电池实用化的关键因素之一.本文以碳刷、碳布或石墨毡阳极和泡沫镍空气阴极制成紧凑式6 L单室双空气阴极微生物燃料电池(MFC),研究不同阳极材料对电池启动过程和运行以乙酸钠为基质的人工废水和实际屠宰废水的产电性能和废水处理效果的影响,比较了单位阳极成本的产电效益.结果表明:阳极材料对紧凑式MFC的启动过程没有明显影响;在产电性能方面,碳刷阳极MFC在人工废水和屠宰废水中的输出功率密度最高,分别为(56.3±1.8)W·m^(-3)和(19.5±0.8)W·m^(-3),其次为碳布阳极MFC,分别为(46.0±1.7)W·m^(-3)和(16.9±0.6)W·m^(-3),最差的是石墨毡阳极MFC,分别为(40.8±1.5)W·m^(-3)和(11.9±0.5)W·m^(-3);在废水处理效果方面,不同阳极MFC在运行人工废水或屠宰废水时COD去除率没有明显差别,均在90%左右.碳刷阳极MFC所产生的经济效益最高,在运行乙酸钠和屠宰废水时分别为(3.44±0.08)m W·元-1和(0.97±0.05)m W·元-1,分别比碳布MFC和石墨毡MFC高18.6%、12.8%和38.7%、80%.本研究结果说明碳刷是微生物燃料电池实用化过程中最合适的阳极材料.