A novel concept of photocatalysis-mediated aquatic habitat restoration materials (PMAHRM) has been introduced in this study. The primary objective of development lies in enhancing the aquatic habitat, indirectly fostering favorable living conditions for aquatic organisms and fostering their growth. TiO2/Graphene/BiVO4 (TGB), serving as a PMAHRM, was constructed through a hydrothermal process. The absorption wavelength extends to 504 nm. Furthermore, a PMAHRM device with a dual-function area structure based on TGB and in-situ microorganisms immobilized separately has been designed. Both sections were seamlessly integrated through the use of conductive fibers. The device demonstrates a RhB removal rate of 85.70% under visible light. During the nearly six-month field trial for the restoration of a black-odorous river, the scalable developed TGB devices, in conjunction with Myriophyllum verticillatum, were employed to achieve comprehensive restoration outcomes. The results showed significant decreases in NH3-N, TP, and COD concentrations by 85.96%, 77.78% and 73.53%. The transparent index rising 3.3 times. TN, TP, and OM concentrations of sediment decreased by 10.64%, 9.60% and 34.08% respectively. The enhancement of habitat quality led to various positive biological responses. The Shannon-Wiener biodiversity index increased for plankton and zoobenthos. Furthermore, the density of Cyanophyta decreased by 57.33%, and the emergence of a substantial population of Chlorophyta and Bacillariophyta contributed to a balance algal facies. Additionally, the average density of zooplankton increased fivefold, while the density of zoobenthos decreased slightly. PMAHRM devices, utilizing newly developed TGB materials, played a pivotal role in aquatic habitat restoration, thereby fostering the sustainable development of aquatic ecosystems.

Microbial fuel cell (MFC) processes are associated with poor effluent quality when treating antibiotic wastewater. This study innovatively applied osmotic microbial fuel cell (OsMFC) technology to treat antibiotic wastewater while achieving the efficient removal of sulfamethoxazole (SMX), producing high-quality water, and generating electricity. During the stable operation of the OsMFC system, the chemical oxygen demand (COD) removal efficiency reached 80.1%, and the SMX removal efficiency reached 99.3% owing to forward osmotic membrane interception and biodegradation. The high-quality water production rate was 25% ± 5%. Interestingly, the addition of SMX improved the electrochemical performance of the system. The maximum power density was 4,642.4 mW/m3, and the internal resistance was only 230.7 Ω. During long-term operation of the system, membrane fouling was slight, and proteins were the main component of the fouling, followed by α-D glucopyranose polysaccharides and β-D glucopyranose polysaccharides. This study provides a new approach for the treatment of antibiotic wastewater and a novel method for the biodegradation of challenging emerging pollutants.

In the distribution network under the background of disaster, the distribution terminal embodies the characteristics of disorder. Therefore, when the distribution terminal node accesses the backup network, there will be congestion, delay and other phenomena. In order to solve this problem, this paper proposes a distribution terminal access mechanism based on sequence control. Then, a family of control sequences is constructed based on the trace function in the finite field. The control sequences can realize the rapid access of distribution terminal node users and the safe transmission without interference. Finally, the program algorithm for the process of distribution terminal node accessing and exiting the backup network based upon the control sequences is given. The fast and stable information transmission of distribution terminal node can be realized by means of the sequence control mechanism.