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本研究构建了反向电渗析系统和反向电渗析-生物电化学系统,并在此基础上进行了改进。本研究提取利用自然界广泛存在的盐差能降低水处理能耗,并利用双室反应器结构将阳极有机物氧化失去的电子直接提供给阴极重金属离子还原。反向电渗析膜堆提升了电势差,使系统相比传统微生物燃料电池可以更好的强化阴极重金属离子还原,同时将阴极重金属离子与阳极微生物环境隔离,避免了一般微生物燃料电池金属离子透过离子交换膜抑制阳极微生物群落生长的现象,有利于系统稳定持续去除污染物。论文探究了不同参数对反向电渗析系统运行效能的影响。结果表明,膜材料的选择性透过系数与反向电渗析系统的效能呈正相关关系;在不挂外阻的情况下,进水浓淡水浓度差较大可以产生更大的电压,最高平均电压在7对膜,淡水0.35g/L,流速3.2m L/min时达到0.911V,但会导致浓水淡水交换程度减弱,最大功率密度降低,最大功率密度在3对膜,淡水0.7g/L,流速3.2m L/min时达到最大值0.221W/m2。在流速0.8m L/min~3.2m L/min的范围内,平均外电压随着流速的增大而不断增加,浓水淡水交换程度减弱,系统最大输出功率提升,但通过提升流速增加的输出电功量均远低于提高流速需要额外功,二者比值约为0.01-0.15。在1-7对膜的情况下,平均外电压和膜堆内阻均与膜对数呈现线性正相关关系,相关性系数R2在0.9798~0.9993;出水随着膜对数的增加进行更充分的离子交换。论文探究了不同参数对反向电渗析-生物电化学系统运行效能的影响。结果表明,对于外阻为1000欧姆的反向电渗析-生物电化学系统而言,当膜对数为1时,高浓度梯度的输出电压、阳极COD去除率、阴极铜离子去除率更高,与低浓度梯度相比最高提高了3%、2%和5%;当膜对数在5以上时,前述结论相反。随着流速的增加,平均外电压得到小幅增加,对提高阳极液COD去除效率和阴极液铜离子去除效率效果有限。阳极液的p H基本稳定,维持在6.71-7.19之间。系统平均外电压与膜对数呈现线性正相关关系,相关性系数R2在0.9621~0.996之间;随着膜对数的增大,浓水淡水离子交换更加充分,最终阳极电导率和COD不断降低,COD去除率在7对膜,淡水0.35g/L,流速3.2m L/min时最高,达到89.1%,出水COD为74mg/L;而最终阴极液铜离子浓度不断下降,铜离子还原效率得到提升,在7对膜,淡水0.35g/L,流速3.2m L/min时最高,达到58.5%,出水铜离子浓度为154.65 mg/L;最终阴极液电导率随着膜对数的增大而逐步降低,最低达到0.50m S/cm,阴极液最终p H随着膜对数的增加而不断增大,最大值达到5.72。论文探究了不同电极材料对反向电渗析-生物电化学系统运行效能的影响。将反向电渗析-生物电化学系统的碳布替换为碳毡,阴极液去除率在不同膜对数情况下提升了4.6%,7.3%,4.9%和4.2%,在7对膜,淡水0.35g/L,流速3.2m L/min时最大去除率最高,达到62.7%,最终阴极液p H有一定提升,其余参数均无明显变化。