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日趋严重的水体氮素污染问题,促进了对高效生物脱氮技术的研究与开发。以短程硝化-反硝化工艺和厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺为代表的一大批新型生物脱氮技术先后问世,不仅弥补了传统生物脱氮工艺的缺陷,提高了废水脱氮效率,降低了处理成本,也填补了高浓度含氮废水处理技术的空白。但是在ANAMMOX反应过程中随着氨氮和亚硝氮的去除总是有一定比例的硝酸盐氮生成,为避免对受纳水体的二次污染,减轻对饮用水安全的威胁,必须对其出水进行深度处理。本论文根据亚硝化-厌氧氨氧化串联工艺多用于处理高氨低碳废水的水质特点,选择电极-生物膜反应器(BER)对其出水进行自养反硝化处理,以去除其中的硝酸盐,降低出水总氮。本研究对反应器接种污泥种类、电极材料、反应器结构设计及各项运行参数对其反硝化性能的影响进行了多方面的研究和探讨。主要研究内容和成果如下:采用自养亚硝化污泥进行接种启动了以石墨棒为阴阳电极、颗粒活性炭为填料的电极-生物膜反应器,开展了对人工配制模拟硝酸盐废水的自养反硝化研究。试验结果表明电极-生物膜反应器可以硝可以通过自养反硝化的途径将硝酸盐氮去除,但硝酸盐氮和总氮的去除效率较低,最高为31.36%和19.93%。采用具有较高活性的普通反硝化污泥进行接种,以石墨棒阳极、自制金属电极为阴极、颗粒活性炭为填料,成功启动了新的电极-生物膜反应器。试验结果明,此反应器对人工模拟废水具有较高的反硝化处理效率。电流强度和进水负荷是影响反应器去除性能的关键因素。进水硝氮浓度为80mg/L、HRT=30h时,反应器常温下运行的最佳电流强度为200mA。运行期间获得的硝酸盐氮最大去除率为87.73%,最大去除负荷为66.2g-N/m~3·d;总氮最大去除率为70.83%,最大去除负荷为0.066kg-N/m~3·d。将此反应器与实验室规模亚硝化-厌氧氨氧化两级串联反应器组合,构成亚硝化-厌氧氨氧化-电极生物膜反硝化三级高效自养脱氮工艺。电极-生物膜反应器对ANAMMOX出水具有较好的处理效果,硝酸盐氮最大去除率为50.2%,总氮最大去除率为62.8%。全流程氨氮最大去除率为100%,总氮最大去除率为92%,氨氮最终平均出水浓度为37.2mg/L,硝酸盐氮浓度为28.3mg/L,总氮浓度为80.0mg/L本研究依据试验结果提出了适合于低碳高氨氮废水深度脱氮处理的完整流程。该流程通过引入电极-生物膜反应器,使现有的亚硝化-厌氧氨氧化工艺得以进一步完善,具有更强的适用性。