電極生物膜法去除輕度污染地表水中氮及有機物的研究.pdf

1、本論文研究了完全混合式電極生物膜反應器(CompletelyMixedBiofilm-electrodreactor,CM-BER)和兩極分隔式電極生物膜反應器(CompartmentedBiofilm-electrodreactor,C-BER)對模擬原水中硝態(tài)氮、氨氮以及有機物的去除。設計并優(yōu)化了CM-BER和C-BER反應器及其運行工藝?？疾炝诉\行方式、C/N比、外加電流和停留時間等因素對兩種BER工藝處理效果的影響。
　　

2、首先設計了CM-BER反應器，確定石墨為最佳電極材料。CM-BER工藝具有良好的硝態(tài)氮去除效果。研究考察了運行方式、C/N比和停留時間等參數(shù)對CM-BER處理效率的影響。結(jié)果表明：間歇式運行有利于CM-BER對硝態(tài)氮的去除。厭氧間歇運行時，最佳C/N比為1左右，停留時間為4～7h。當外加電流為60mA、C/N比為1時，5h內(nèi)硝態(tài)氮和有機物的去除率均超過90％。停留時間7h時的平均的電流效率為72％。CM-BER反應器中硝態(tài)氮的去除是異養(yǎng)

3、反硝化和自養(yǎng)反硝化共同作用的結(jié)果。
　　然后，在CM-BER的基礎上設計了具有良好氨氮和有機物去除效果的C-BER反應器。適宜的電極材料陽極為涂層鈦板、陰極為石墨，并確定了兩極之間的最佳填料為活性炭和少量陶?；旌衔??？疾炝藴囟?、pH值、DO、C/N比、外加電流和停留時間等因素對C-BER處理效果的影響。實驗發(fā)現(xiàn)：溫度升高有利于C-BER對總氮的去除。適宜溫度在20℃以上，冬季（室溫10℃以下），C-BER的總氮去除率低于10%。C

4、-BER兩極生物對pH值的變化很敏感，陽極硝化產(chǎn)酸需要緩沖液或?qū)⒎聪趸鏊亓鬟M行調(diào)節(jié)，陽極硝化產(chǎn)酸流入陰極單元可中和反硝化產(chǎn)堿。在溶氧充足、高C/N比和低外加電流的情況下，有機物去除率大于85%，總氮平均去除率為45%。限氧條件下對不同外加電流和較低C/N比的研究表明，反應器內(nèi)存在一定程度的同步硝化-反硝化（SND）作用，有利于維持好氧段適宜的pH值。限氧條件下C/N比為2，1.3；停留時間11h時，氨氮轉(zhuǎn)化率偏低，C/N比為1.3時

5、的氨氮轉(zhuǎn)化率只有50%。降低C/N比和延長停留時間有利于提高氨氮轉(zhuǎn)化率。C/N比為0.5，停留時間20h時氨氮去除率在70%以上。提高外加電流有利于自養(yǎng)反硝化進行。C/N比為1.3，停留時間11h，電流15mA時，在全部46%的無機氮去除中，自養(yǎng)反硝化脫氮所占比例不到9%。C/N比為0.5，停留時間20h，電流25mA時，全部61%的總無機氮去除中，自養(yǎng)反硝化占42%，相應的電流效率也較高，在50%～80%之間。
　　綜上，CM-