復(fù)三維電極生物膜法去除水中硝酸鹽氮的研究.pdf

1、針對(duì)電極生物膜法去除地下水中硝酸鹽氮的研究現(xiàn)狀和存在的問題，在二維電極生物膜反應(yīng)器的基礎(chǔ)上，以石墨為電極并在平行的主電極間填加顆?；钚蕴拷橘|(zhì)構(gòu)成復(fù)極性三維電極生物膜反應(yīng)器。優(yōu)化了復(fù)三維異養(yǎng)電極生物膜反應(yīng)器的參數(shù)，并對(duì)復(fù)三維電極生物膜法的反硝化機(jī)理進(jìn)行初步探討。 采用快速排泥法完成了對(duì)復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器的掛膜，并進(jìn)行了通電馴化，共歷時(shí)35d。對(duì)生物膜通電馴化結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在一定的進(jìn)水硝氮負(fù)荷下，反應(yīng)器出水硝氮濃度由未通電前的42.

2、34mg/L降低至3.74mg/L。并進(jìn)一步確定了通電連續(xù)運(yùn)行時(shí)反應(yīng)器的硝氮容積負(fù)荷為2.644kg/(m3.d)。 采用乙酸鈉作為碳源，研究了碳氮比分別為3.0：1、2.5：1、1.85：1、1.6：1和1.4：1時(shí)，復(fù)三維電極生物膜的反硝化性能和出水剩余有機(jī)物的濃度。經(jīng)過一段時(shí)間的連續(xù)流實(shí)驗(yàn)，得到適宜的碳氮比應(yīng)為1.6。此時(shí)，出水硝氮的濃度滿足水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)物含量也在10mg/L以下。DGGE分析結(jié)果表明，C/N降低的過程也

3、是生物種群發(fā)生變化的過程，有些非優(yōu)勢(shì)種群消失了，產(chǎn)生了一個(gè)優(yōu)勢(shì)種群。分別考察了電流強(qiáng)度為10、20、30mA時(shí)電極生物膜系統(tǒng)對(duì)硝氮的去除能力及亞硝氮的積累情況，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在20mA時(shí)反應(yīng)器具有最佳的反硝化性能，此時(shí)的出水中硝酸鹽氮濃度最低，亞硝酸鹽氮的積累最少。DGGE分析結(jié)果表明，20mA時(shí)微生物種群最豐富，優(yōu)勢(shì)種群數(shù)量也最大。通過主極板間距分別為2.5cm和5.0cm時(shí)反應(yīng)器的反硝化效果對(duì)比，確定2.5cm為比較理想的主極板間

4、距，電極間距太大時(shí)需要施加的電壓較高，容易產(chǎn)生氫抑制現(xiàn)象，不利于反硝化進(jìn)行。 最后對(duì)復(fù)三維電極生物膜反硝化機(jī)理進(jìn)行了初步分析。在各自最優(yōu)條件時(shí)，對(duì)二維和復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器的反硝化效果進(jìn)行了比較，復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器僅僅用了80min就將硝酸鹽氮徹底去除，而二維電極生物膜反應(yīng)器則用了8h，降解時(shí)間相差60倍。正是電化學(xué)和生物的協(xié)同作用使得系統(tǒng)的反硝化效率成倍增加。比較了通電與不通電時(shí)復(fù)三維電極生物膜反應(yīng)器的反硝化效果，通電時(shí)