電極生物膜組合工藝去除地下水硝酸鹽的試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，工業(yè)“三廢”排放和農(nóng)村化肥的無(wú)節(jié)制施用等，導(dǎo)致許多國(guó)家的農(nóng)村、城市的地下水都有著不同程度的NO3--N污染，給飲用水安全構(gòu)成極大的威脅。因此，去除NO3--N的污染，消除或減緩飲用水的安全風(fēng)險(xiǎn)已刻不容緩，成為最重要的環(huán)境任務(wù)之一。電極-生物膜反硝化是一個(gè)電化學(xué)作用和生物反硝化作用相耦合的過(guò)程，反應(yīng)器中的自養(yǎng)反硝化菌利用電化學(xué)所得的CO2和H2，將NO3--N離子還原為N2。該工藝因操作簡(jiǎn)單和較好的潛力得到廣泛的重視

2、。
　　 本文根據(jù)電極-生物膜反應(yīng)系統(tǒng)的凈化原理，自行設(shè)計(jì)了電極生物膜反應(yīng)器(BER)，并在考察電流、溫度、進(jìn)水NO3--N濃度、進(jìn)水pH及水力停留時(shí)間等因素對(duì)自行設(shè)計(jì)的電極生物膜反應(yīng)器(BER)脫氮效果的影響的基礎(chǔ)上，針對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化，研發(fā)了一種新型的異養(yǎng)自養(yǎng)反硝化組合工藝，主要取得了如下結(jié)果：
　　 1.BER的各個(gè)影響因素研究，主要研究了電流、溫度、進(jìn)水NO3--N濃度、進(jìn)水pH及水力停留時(shí)

3、間對(duì)反應(yīng)器在NO3--N和TN去除以及反應(yīng)器出水NO2--N積累的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)電流強(qiáng)度在0-110mA時(shí)，NO3--N去除率隨電流強(qiáng)度增大而增加，超過(guò)110mA后NO3--N去除率開(kāi)始下降；TN的去除率隨著電流強(qiáng)度的增加也是先上升后下降，最大值71％位于電流為145mA。反應(yīng)器的脫氮效果隨著溫度的升高而提高，31℃時(shí)NO3--N去除率是15℃時(shí)NO3--N去除率的兩倍。從進(jìn)水NO3--N濃度對(duì)BER反應(yīng)器脫氮效果的影響看，BE

4、R反應(yīng)器能夠去除NO3--N的極限濃度為42.18mg/L。NO3--N除率與進(jìn)水NO3--N濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)性達(dá)到0.9617；試驗(yàn)過(guò)程中，進(jìn)水濃度的提高，TN去除率降低。對(duì)本反應(yīng)器最佳的進(jìn)水pH范圍是7.04～7.50，但是總的來(lái)說(shuō)，進(jìn)水pH的改變對(duì)本反應(yīng)器的脫氮效果影響不大。NO3--N去除率和TN去除率都隨著HRT的增加而提高，但是反應(yīng)器達(dá)到完全反硝化效果時(shí)所需的HRT較長(zhǎng)，為11.2h。
　　 在進(jìn)行各因素影響

5、的試驗(yàn)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)出水中都有不同程度的NO2--N積累。當(dāng)電流為100mA、進(jìn)水pH為7.5、HRT10h、溫度31℃、進(jìn)水NO3--N濃度為100mg/L時(shí)，出水中NO2--N積累濃度可高達(dá)12mg/L。嚴(yán)重影響出水水質(zhì)。
　　 2.一種新型的異養(yǎng)自養(yǎng)反硝化組合工藝試驗(yàn)研究：把固相異養(yǎng)反硝化和電化學(xué)自養(yǎng)反硝化相結(jié)合而得到的一種組合工藝(SHD.EHD)。通過(guò)研究表明：SHD-EHD比BER的脫氮效率更好，所需的HRT短，電流強(qiáng)