【摘 要】
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针对厌氧氨氧化处理高氮废水中出水总氮浓度较高的情况,通过启动人工湿地微生物电化学燃料电池（CW-MFC）反应器,将CW-MFC系统作为厌氧氨氧化处理高氮废水的深度处理工艺,在厌氧氨氧化反应出水水质指标处于波动状态时,研究不同碳源条件下CW-MFC对于厌氧氨氧化出水的深度处理效果,采用三维荧光光谱与平行因子法对反应器启动过程以及深度处理过程中的主成分进行分析,并尝试利用CW-MFC的产电电压作为CO
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针对厌氧氨氧化处理高氮废水中出水总氮浓度较高的情况,通过启动人工湿地微生物电化学燃料电池（CW-MFC）反应器,将CW-MFC系统作为厌氧氨氧化处理高氮废水的深度处理工艺,在厌氧氨氧化反应出水水质指标处于波动状态时,研究不同碳源条件下CW-MFC对于厌氧氨氧化出水的深度处理效果,采用三维荧光光谱与平行因子法对反应器启动过程以及深度处理过程中的主成分进行分析,并尝试利用CW-MFC的产电电压作为COD的一种监测工具,为将来实现碳源精准投加提供依据。主要研究内容与成果如下:（1）探究了厌氧氨氧化UASB反应器的构建与启动,以及启动过程中反应器出水各项水质指标的变化。厌氧氨氧化UASB反应器接种合肥市某污水处理厂厌氧污泥,采用人工模拟高氮废水。研究发现NH4+-N和NO2--N去除率均在98%以上,?NO3--N/?NH4+-N和?NO2--N/?NO3--N均接近理论值,第185d,厌氧氨氧化成为主导,经过210d成功实现了厌氧氨氧化的启动。（2）探究了CW-MFC系统的构建与启动关键技术,以及启动过程中产电电压和各项水质指标的变化。CW-MFC系统采用碳毡做阴极,活性炭做阳极,美人蕉做湿地植物,接种合肥市某污水处理厂厌氧污泥,进水采用人工模拟污水。研究发现CW-MFC经过40d的运行,系统的各项指标逐渐达到稳定,并且产电状况良好,此时输出电压大约为400 m V,美人蕉生长状况良好。（3）探究了在不同碳源条件下,CW-MFC系统对厌氧氨氧化UASB出水的深度处理效果,确定该系统的最佳条件参数,并尝试结合CW-MFC产电电压和三维荧光光谱对反应器状态进行监控。研究结果表明,系统进水COD浓度为50～100 mg/L时,NH4+-N平均去除率最大,在87±1.37%～93±1.72%左右;系统进水COD浓度在125～150mg/L时,NO3--N平均去除率最大,在83±1.63%～86±1.37%左右;50～150 mg/L进水COD浓度与CW-MFC系统产电电压的相关系数约为0.898,呈现出一定的相关性,为将来实现碳源的精准投加提供依据。（4）结合三维荧光光谱与平行因子法表征了厌氧氨氧化UASB、CW-MFC反应器启动稳定运行过程中出水主成分的变化,并解析了在不同碳源条件下CW-MFC对厌氧氨氧化出水进行深度处理过程中的三维荧光光谱。研究结果表明,厌氧氨氧化UASB反应器启动稳定运行过程中,类富里酸物质和类腐殖酸物质荧光强度逐渐下降并趋于稳定;CW-MFC启动稳定运行过程中,类蛋白质物质和核黄素物质荧光强度逐渐下降并趋于稳定;不同碳源条件下,CW-MFC对厌氧氨氧化出水进行深度处理过程中,类蛋白质物质和类富里酸物质分别达到相近的荧光强度,由于葡萄糖本身没有荧光且投加的量并不大,所以最终的荧光强度差别并不大。图[25]表[10]参[144]
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