生物电Fenton系统对餐饮含油废水处理研究

利用生物电Fenton系统对某高校食堂的餐饮含油废水进行处理,探讨了系统对餐饮含油废水的处理性能,考察了温度、阴极液初始pH和阴极曝气量等因素对系统性能的影响,并进行了工艺条件优化。结果表明,系统运行的最佳工艺条件:温度35℃,阴极液初始pH=3,阴极曝气量0.2 L/min。在最佳工艺条件下,阳极COD去除率、阴极油去除率和输出电压分别达到91.1%、95.3%和431.9 m V。

便携式生物电阻抗测量系统的设计与应用

生物电阻抗可用于人体成分测量,具有重要的临床意义与应用价值,现阶段的生物电阻抗测量设备仍存在成本高昂、设备笨重的问题。因此,提出了一种便携式生物电阻抗测量系统,其由控制电路、电流发射电路与阻抗测量电路组成,通过微控制器STC12C5A60S2对直接数字频率合成器AD9833、鉴相器AD8302等微型模块的有效控制,实现对不同频率下人体生物电阻抗的精准稳定测量。研究结果表明,该系统在设计复杂度与实现成本远低于商用人体生物电阻抗仪的前提下,实现了与之类似的测量精确度,有望为生物电阻抗测量装置的小型化、便携化、低成本化发展提供新的思路。

基于AD5940和STM32的生物电阻抗测量系统设计

针对传统阻抗测量系统结构复杂、集成度低和实现成本高等问题,研制了一种频率范围0.01 Hz~200 kHz、支持USB总线的便携式阻抗测量系统。系统采用高精度阻抗转换芯片AD5940为测量核心,STM32F411RET6处理器为控制核心,通过上位机设置AD5940配置参数即可完成单频、多频测量,阻抗数据经USB总线传输至上位机处理、显示及存储。电阻测量实验表明,系统的平均相对误差为0.11%,信噪比为70.15 dB;R-C三元件阻抗模型实验表明,系统的幅值平均绝对误差为0.64Ω,相角为0.447°,生物电阻抗测量系统具有很好的可靠性与稳定性。

生物电芬顿系统在废水处理中的研究进展

随着工业化进程加快,废水的类型和排放量日益增加,对自然环境和人类社会造成了严重危害,因此亟需开发经济高效的废水处理技术。生物电芬顿(BEF)系统是将生物电化学系统与芬顿氧化工艺耦合的水处理技术,其因高效、绿色、节能的特点而受到广泛关注。本文综述了BEF系统的基本原理,讨论了阳极和阴极性能的主要影响因素(微生物胞外电子传递过程、阳极材料、阴极材料、芬顿反应催化剂和系统运行条件),总结了BEF系统在各类废水(染料废水、制药废水、垃圾渗滤液、煤化工废水、养猪废水等)处理中的应用,最后指出BEF系统当前面临的挑战及未来的研究方向,包括开发高效的电极材料和催化剂、耦合其他水处理工艺、降低膜材料成本和开展中试研究等,旨在为BEF系统的进一步发展提供参考。

新型生物电Fenton法降解偶氮染料:铁复合碳毡阴极研究

传统电Fenton反应通过电化学方法产生H2O2,需外加电源,能耗大,成本高。基于MFC持续产电并可驱动阴极电Fenton系统运行的特点,本研究以铁复合碳毡为阴极电极,构建了微生物燃料电池驱动的生物电Fenton系统,探讨了铁复合碳毡及阴极pH对偶氮染料(金橙I号)脱色的影响。结果发现,铁复合碳毡脱色效果均好于普通碳毡。当pH为3时,4 h后Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率达91.7%,明显高于α-FeOOH/CF和FeAlSi/CF的83.4%和69.9%。扫描电镜发现,Fe@Fe2O3以微粒状结构附着于碳毡表面,比表面积增大,可能是Fe@Fe2O3/CF脱色性能改善的主要原因。研究表明,低pH有利于生物电Fenton反应的进行。当pH由3.0提高至5.0时,Fe@Fe2O3/CF阴极脱色率降低至47.1%。阴极室染料脱色与阳极室废水TOC削减呈线性相关,说明阳极生物氧化是驱动阴极生物电Fenton反应的原动力。本研究提供了一种能自我维持、无需外源电力的生物电Fenton系统,为印染废水脱色提供了崭新的途径。

生物电Fenton系统氧化降解水体中微囊藻毒素-LR

建立以Fe@Fe_2O_3/非催化碳毡(NCF)为阴极电极的生物电Fenton(BEF)系统,研究其对微囊藻毒素-LR(MCLR)的去除效果,并对反应机理进行探究。实验采用从培养的铜绿微囊藻中提取得到的MC-LR。结果表明,以80%甲醇作提取剂,采用磁力搅拌技术时,MC-LR的提取效率最高,达到1.066 mg·g-1干藻细胞。BEF系统4 h内能完全降解初始浓度为0.5 mg·L-1的MC-LR。由于MC-LR是极性化合物,BEF系统对MC-LR的吸附很少,主要通过Fenton氧化作用去除。通过液相色谱-质谱联用检测到2种可能的降解产物质荷比m/z 947.8和971.3,推测MC-LR在BEF系统中可能的降解途径主要包括:Mdha上CC—CO键的氧化;酰胺键的水解;Adda上苯环的氧化。

基于生物电阻抗法的人体成分测量系统的研究与评价

目的:本文探讨了生物电阻抗测量系统对人体成分的测量效果与适用性。从而为测量人体成分时选择合适的测量系统提供了技术支持与理论依据。方法:对生物电阻抗测量系统进行了深入的研究与评价,剖析总结了生物电阻抗法测量系统存在的问题,并对生物电阻抗法测量人体成分的影响因素进行了归纳与总结,最后对生物电阻抗法测量人体成分的未来发展进行了展望。结果:生物电阻抗法测量系统经历了从单频率全身测量系统到多频率人体分段电阻抗测量系统的发展过程,测量系统本身所具有的特性及外界因素都会对整个测量系统有一定干扰,所以针对不同的测量需要选择合适的测量系统与测量方案可以最大限度的减少干扰。结论:生物电阻抗法是测量人体成分的理想方法,生物电阻抗法测量系统的选择是人体成分测量的关键。随着研究推进,将会出现适用于人体局部的电阻抗测量系统。

生物电阻抗特征参数提取方法及测量系统的研究

目的研究生物组织的电阻抗特性 ,提取电学阻抗模型的特征参数。方法研制一种四电极法阻抗测量系统以提取不同组织阻抗的幅度和相位特性。对兔子的部分离体组织进行实验 ,并对实验结果进行分析 ,利用迭代式的最小二乘曲线拟合方法提取不同组织的特征参数。结果用迭代式的最小二乘法拟合出的曲线与实测组织的阻抗轨迹相吻合 ,验证了Cole Cole理论 ,并分别计算出了兔子的部分离体组织———肾、肌肉、肝和肺组织的特征参数τ、R0 、R∞ 和α。结论Cole Cole阻抗方程与等效模型能较好地反映出组织阻抗的实部和虚部在不同频率下的相对变化 ,因而可用于定量地分析复阻抗频率特性的变化 。

生物电阻抗特征参数测量数据采集系统的研究

为了实现生物电阻抗参数成像 ,我们建立了一个快速、精确的生物电阻抗特征参数测量的数据采集系统 ,采取多频率组合激励并扫基频的方法 ,在多个激励频率下同步测量阻抗信息 ,同时采用了一种新的高精度解调方法 :正交序列数字解调 ,并对阻抗模型参数的估算方法进行了改进。结果表明 ,系统可以在1.6kHz～380kHz的频带范围内以小于100Hz的跨度编程选择工作频率 ,最多时可同时在四种频率下测量阻抗信息 ,系统的噪声水平在 -80dB左右。在每周期采样64点的情况下 ,解调算法可将信噪比提高5.

一种基于多频生物电阻抗法的人体腹部脂肪检测系统的设计

人体的腹部脂肪含量按深度可以分为皮下脂肪SFA(Subcutaneous Fat Area)和内脏脂肪VFA(Visceral Fat Area),两种脂肪的含量对人体健康具有一定的影响,为了避免测量不同深度的腹部脂肪含量造成的相互干扰。设计了一种基于多频生物电阻抗法BIS(Bioimpedance Spectroscopy)测量人体腹部脂肪的装置,该装置采用四电极多频率的生物电阻抗测量系统,主要包括程控信号发生器模块和幅度相位检测模块。根据选择的最佳的电极相对固定位置及合适的测量方案,可以计算出相应深度的腹部脂肪含量。实测表明该系统稳定可靠,具有足够的测量精度、准确度与重复性好等特点。所以对于传统的借助于生物电阻抗法测量单一深度的腹部脂肪含量的测量系统具有重要的借鉴意义。

方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统

目的为解决多频率方波自动测量生物电阻抗谱的问题,本文设计了一个方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统。方法将任意波形函数发生器、仪表放大器和采集卡以及PC组成电阻抗谱自动测试系统,利用PC中的Labview程序分别控制函数发生器和采集卡自动完成激励的产生和数据采集,并将采集到的数据自动保存在PC中,最后利用Matlab程序对数据进行快速傅里叶变换得到阻抗谱。首先对阻抗网络模型进行阻抗谱的仿真,将仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱对比;再分别使用此系统和阻抗分析仪对阻抗网络模型进行阻抗测量,将测试得到的阻抗谱进行曲线拟合得到元件值,根据元件值比较测试误差。最后,使用方波激励和稳态正弦激励对酵母细胞悬浮液进行阻抗测量,根据酵母细胞悬浮液的阻抗谱计算介电谱,将得到的介电谱和参考文献中的介电谱作比较,并比较两种激励的测量时间。结果仿真得到的阻抗谱和理论计算得到的阻抗谱一致,验证了方波激励的可行性。测试系统对阻抗网络模型的测试结果和阻抗分析仪的相比误差小于10%,验证了测试系统的正确性。使用方波激励和稳态正弦激励测试酵母细胞悬浮液的阻抗谱,转换成介电谱后,发现其变化规律和参考文献所得结果相符。在100Hz^2MHz的测试范围内,方波激励的测量时间为0.9s,稳态正弦激励的测试时间为1.7s,方波激励的测试速度快。结论本文设计的方波激励的生物电阻抗谱自动测试系统具有自动测试生物阻抗谱的能力,由于使用方波激励,可以兼顾速度和信噪比的要求,实现了计算机控制,可根据实际情况调整激励信号的参数,具有很强的灵活性和可扩展性。

基于生物电阻抗的人体健康监测系统设计

基于人体电阻抗随人体脂肪多少的不同而不同,对人体施加恒定安全的小交流电流,则在人体相关部位产生的电势差不同,设计了一人体健康监测系统.介绍了系统的结构与工作原理.系统测量流程,对激励源、激励与检测电极、程控开关、弱信号处理电路做了具体说明.通过实验验证,所设计系统能按人体区段电阻抗监测人体的肥胖程度,以此可作为判断人体健康状况的依据之一.

生物电Fenton氧化法去除水体中雌二醇的研究

应用生物电Fenton系统去除水体中痕量有机微污染物雌激素,以Fe@Fe2O3/NCF(无催化碳毡电极)为阴极,研究该系统对雌二醇(E2)的去除效果,并对该系统外电阻、电极含铁量、曝气量和阴极液p H值4个影响因素进行优化。研究表明,化学氧化是该体系去除E2的主要途径;外电阻是影响生物电Fenton系统去除E2的主要因素,当外阻和内阻相等(R_(ex)=R_(in)=150?)时,体系中E2去除效果最好,去除率可以达到90%以上。

用于生物电阻抗成像系统的镜像反馈电流源的研究

目的 :针对生物电阻抗成像系统电流源需具备阻抗高、相移小等特点的要求,设计并实现一种高精度激励信号源。方法:基于二代电流传输器原理设计电压控制电流源,增加前级缓冲和直流反馈环节,负载端电路采用镜像反馈电路。结果:实现了激励信号的非接地安全释放,与改良Howland电流源相比,该电流源在1 MHz时输出阻抗可达250 kΩ以上,并具有更好的频率响应。结论:所设计的电流源可以更好地满足生物医学电阻抗成像系统信号源的要求。

生物电Fenton法处理难降解有机物的研究进展

高级氧化技术在处理难降解有机废水时存在高能耗、高成本问题。生物电Fenton技术作为一种新方法,能够实现微生物产电和污染物的同步去除。详细地介绍了生物电Fenton技术的机理、影响因素、装置构造以及应用范围,指出了该技术目前的局限性并对未来的研究方向作出了展望。

Fenton法预处理合成革废水的去除研究

合成革废水中含有大量的二甲基甲酰胺(DMF)等有机污染物,对生物具有毒性危害。采用单因素试验方法,获得Fenton反应对DMF处理最佳工艺参数为pH=3、过氧化氢(H_(2)O_(2))与化学需氧量(COD_(Cr))的质量比m=6.69、H2O2与亚铁离子的摩尔比n=8及反应时间t=120 min, DMF的平均去除率达96.18%。在此基础上,利用Design-Expert软件中的响应面实验设计原理,设计三因素三水平共17组实验,进一步研究确定上述参数对Fenton法预处理合成革废水COD_(Cr)的去除效果。设计并制作针对DMF皮革废水有良好降解效果的Fenton一体化、H_(2)O_(2)和FeSO_(4)精准投加、pH精准调控的自动控制系统及集成反应设备,合成革废水的COD_(Cr)和DMF的平均去除率为71.87%和95.78%。

基于改良UPOINT(S)系统的个体化治疗对CP/CPPS合并SD患者的疗效分析

目的基于改良UPOINT(S)临床表现分型系统,对慢性前列腺炎/慢性盆腔疼痛综合征(CP/CPPS)合并以勃起功能障碍(ED)、早泄(PE)为代表的性功能障碍(SD)患者采用以临床症状为导向的标准化诊断和个体化治疗,验证其临床疗效,并为选择临床治疗方案提供依据。方法选取2018年1月至2021年12月中国人民解放军联勤保障部队第九四○医院门诊治疗的160例CP/CPPS合并以ED和/或PE为代表的SD患者作为研究对象,随机分为常规药物治疗的对照组(n=53)、基于传统UPOINT临床表现分型系统指导治疗的传统组(n=49)和基于改良UPOINT(S)临床表现分型系统指导治疗的改良组(n=58)。根据各组治疗前后美国国立卫生研究院慢性前列腺炎症状指数(NIH-CPSI)评分、最大尿流率(Qmax)、视觉模拟评分法(VAS)评分、国际勃起功能指数5(IIEF-5)评分、中国早泄患者性功能评分表(C-ISFPE)评分、前列腺液中白细胞(EPS-WBC)计数的变化,评价三组临床疗效差异。结果治疗前三组临床资料差异均无统计学意义(P>0.05)。治疗后,与对照组比较,传统组和改良组在所有指标上均改善显著,差异均具有统计学意义(P<0.05);与传统组比较,改良组在治疗ED[IIEF-5评分(22.0±1.2)分vs.(19.8±2.0)分,P=0.006]和PE[C-ISFPE评分(25.5±1.8)分vs.(19.5±2.2)分,P=0.005]方面改善更加显著,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论基于改良UPOINT(S)临床表现分型系统指导的个体化治疗,可显著改善CP/CPPS合并SD患者的性功能异常状况,相较于常规治疗和基于传统UPOINT临床表现分型系统指导治疗的疗效更好。

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

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．

生物电阻抗测量技术研究与应用

目的:生物电阻抗法是生物医学检测的基本方法 ,利用人体组织与器官的电特性及其变化规律提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术,具有无创、无害、廉价、操作简单和功能信息丰富的特点,而且测量结果准确、测量可重复性高等优点。所以,基于生物电阻抗的医学检测技术越来越多的应用于研究与临床中。方法:本文阐述了生物电阻抗法用于生物医学检测的几个方面,即电阻抗式呼吸监测、阻抗血流图、生物电阻抗法人体成分检测、生物电阻抗法胃动力学检测、生物电阻抗法人体心肺复苏评估、电阻抗断层成像技术等。结果:虽然生物电阻抗法测量影响因素很多,包括电极极化和人体接触阻抗、系统电极间相对固定的位置等系统电极的影响;运动对生物阻抗法的影响、人体测量时食物的摄入量、人体测量时姿势的变化等受测者的测量时状态对测量结果的影响。但是,生物电阻抗法在生物医学测量中依然占有重要的地位。结论:生物电阻抗法是生物医学检测的基本方法。通过本文的综述对于我们借助于生物电阻抗测量测量人体生理及病理信息具有具有的借鉴意义。