【摘 要】
：
微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种新型的生物化学催化装置,通过电活性微生物的生长代谢实现污水中有机物的降解和电子的转移,实现化学能向电能的转化。然而,低温等环境因素会影响MFC阳极电活性微生物的富集和代谢,导致体系电子传递效率受到抑制,严重制约了该工艺低温环境下的应用。因此,本研究主要考察了低温对单室空气阴极MFC产电性能和微生物群落结构的影响。当采用低温冲击的
【基金项目】
：
国家重点研发计划“纳米材料强化水源生态/生物修复过程与技术”（2017YFA0207201）；
论文部分内容阅读
微生物燃料电池（Microbial Fuel Cell,MFC）是一种新型的生物化学催化装置,通过电活性微生物的生长代谢实现污水中有机物的降解和电子的转移,实现化学能向电能的转化。然而,低温等环境因素会影响MFC阳极电活性微生物的富集和代谢,导致体系电子传递效率受到抑制,严重制约了该工艺低温环境下的应用。因此,本研究主要考察了低温对单室空气阴极MFC产电性能和微生物群落结构的影响。当采用低温冲击的降温方式运行MFC反应器时,产电性能受到了大幅度的抑制。在35℃恒温培养、10℃低温冲击和5℃低温冲击后,MFC的最大输出电压从582.6 mV下降至284.6 mV和126.4 mV,运行周期从23.3 h增加到35 h和67.3 h,最大功率密度从930.39 mW m-2下降到189.72 mW m-2和123.08 mW m-2,库伦效率分别为13.56%、13.00%和4.26%,但COD去除率均能维持在92.38%～97.19%。温度对MFC最大输出电压、周期和最大功率密度都表现出明显的负面作用,说明MFC的运行难以承受大幅度温度冲击带来的影响。当采用梯度降温方式运行MFC反应器时,MFC的性能体现出对低温的适应性。在运行温度为35～15℃时,输出电压降低速率为4.7 mV℃-1。当运行温度为10℃和5℃时,MFC的最大输出电压分别为410 mV和304 mV,周期分别为47.1 h和64.8 h,最大功率密度分别为414.12 mW m-2和187.21 mW m-2,库伦效率分别为13.92%和19.42%。在5℃下进行持续30天的MFC运行后,平均输出电压和功率密度分别为269 mV和68.9 mW m-2,说明梯度降温下MFC阳极微生物能够逐渐适应环境变化并发挥作用。根据Alpha多样性和微生物群落结构分析结果可知,梯度降温方式能够促进微生物优势菌属的更迭,增加电活性菌的多样性及群落丰度。低温冲击下,优势菌属由地杆菌（Geobacter）更迭为假单胞菌属（Pseudomonas）。而梯度降温下,优势菌属由地杆菌（Geobacter）首先更迭为不动杆菌属（Acinetobacter）随后进一步更迭为假单胞菌属（Pseudomonas）,且始终能够保持较高的丰度,分别为35.88%,75.38%和30.58%,有助于实现低温下的快速电子转移。因此,梯度降温的方式有利于优势菌属的多次更迭,促进MFC在低温环境下的高效产电。
其他文献
单细胞多组学技术是指在同一个细胞中同时测量多个不同组学数据的前沿测序技术。这种技术避免了传统测序中一些难以消除的误差,如不同批次、不同试剂处理等;减少了在数据处理过程中复杂的数学计算;实现了单细胞层次上同步解析多维度特征,从而在潜在遗传问题的挖掘、癌症相关机制的阐明、前瞻性健康跟踪等方面具有广阔的应用前景。目前,单细胞多组学技术已超过20种,最多可实现三个不同组学的同时测序。然而,这些技术产生的数
近些年来,随着科技的不断发展,移动机器人不仅局限于工业化使用,而是逐渐走进并融入普通民众的生活中。移动机器人广阔的应用场景和巨大的发展潜力使其成为当前研究的热点。在深度学习热潮之下,将移动机器人与深度学习相结合的研究是当前的一个主流。在通过模型的迭代和大量的训练后,深度学习网络往往能在许多方面和移动机器人配合,例如道路行人检测、安防机器人等,但深度学习也带来了计算消耗大、能耗高等问题。对于移动机器
航天器的姿态估计在载人航空航天、空间站交会对接、太空碎片清理、航天器在轨服务、天体登陆等太空任务中具有广泛的应用。在众多航天器姿态估计方法中,非合作航天器的姿态估计方法因为对遮挡和光照的鲁棒性以及应用范围更加广泛而备受关注。本文提出两种基于神经网络的姿态估计方法,对非合作航天器的姿态估计有较高的估计精度以及对光照、遮挡有较好的鲁棒性。本文提出的第一种姿态估计方法是基于神经网络的端到端姿态估计算法。
本文介绍一例肺癌化疗后顽固性呃逆患者,从肺胃论治,运用子母补泻法,获得显著疗效。
机器人的路径规划是机器人最基本的功能之一,但在某些复杂的社交场景下,传统的避障导航是远远不够的。社交感知导航和基于空间信息的避障导航不同,它主要是基于社交信息来进行路径规划,是机器人领域中颇具挑战的导航任务。社交感知导航以导航性能,舒适性,自然性,社交性为目标,可以认为社交感知导航是社会学、心理学、人机交互、导航等多领域的交叉学科。本文通过构建多层代价地图,包括静态层、障碍层、膨胀层、环境层,社交
肺癌是全球发病率第二、死亡率第一的恶性肿瘤,极易发生全身转移,患者预后差且5年生存率极低。研究表明,STIM1基因在肿瘤的进展和转移过程中发挥了重要的作用。在肺腺癌中,STIM1在转移性肺腺癌中表达显著高于原发性肺腺癌,然而目前在转移性肺腺癌肿瘤微环境中STIM1表达的细胞特异性及其功能调控机制仍不清楚。首先,本研究利用转移性肺腺癌单细胞转录组数据确定了肿瘤微环境中与STIM1表达正相关的细胞类型
近年来,随着信息时代的发展,人脸作为个人身份的重要标识在日常生活中扮演非常重要的角色。人脸之间的差异通常与遗传性状的外在表现息息相关,而通过计算机视觉的方式对三维人脸的相似度进行分析是探索基因差异性的重要手段,同时在多个领域发挥着不可替代的作用,如物种进化、遗传性状估计、颅面重建评估等。在一个完整的人脸相似度估计系统中,首先需要建立人脸之间对应关系,然后基于对应关系进行特征提取并进行差异性评估。然
＜正＞省十三届人大常委会第二十二次会议:2020年3月26日,省十三届人大常委会第十八次会议听取和审议了全省法院扫黑除恶专项斗争工作情况的报告,并提出了具有针对性、指导性的审议意见。省法院党组对审议意见高度重视,召开专题会议,针对审议意见指出的问题,认真研究改进措施,狠抓问题整改落实,有效促进了扫黑除恶专项斗争持续、深入、健康发展。现将有关情况报告如下:
消毒是饮用水安全和污水处理回用的重要保障技术,在水处理技术中备受关注。群体感应（Quorum Sensing,QS）系统是细菌通过分泌信号分子感知周围环境中细胞的数量,是影响细菌生长和代谢的重要调节系统。尽管不同消毒剂对细菌的灭活和破胞机制被大量研究,消毒过程也会诱导细菌活的但非可培养（Viable but nonculturable,VBNC）状态,细菌对不同消毒技术的响应调控机制尚不完全清楚。