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电极-生物膜法(bio-electrode)脱氮结合了生物法和电化学法的各自的优点,可以实现清洁、彻底的反硝化脱氮。 木文简介了电极-生物膜法脱氮的国内外的研究过程和研究成果,介绍了该技术的最新的研究进展,并总结了目前研究中存在的问题,提出了以后的进一步的研究方向。 本文讨论了用电极-生物膜处理地下水中硝酸盐氮的方法,得到了该方法的最佳工艺条件,即C/N比为3,温度35℃,电流100mA,HRT8h。研究了该方法对不同进水负荷的处理能力,发现在进水硝酸氮负荷≤30mg/L时,在HRT8h内均可取得93%以上的总氮去除率。同时,经实验得到应用时的最经济碳氮比(C/N=1.07)。最后通过实际地下水的实验验证,确定该方法可以非常有效的去除地下水中的硝酸盐氮。 本文初步研究了电极-生物膜反应器对水中的硝酸氮、铜离子的去除及酸性废水的中和。反应器的阳极和阴极都采用碳电极,将反硝化微生物固定在阴极表面,并对其进行通电及铜离子驯化。为寻求电极-生物膜法脱氮的特性,以电流强度I、C/N比、Cu2+浓度及HRT为反硝化作用的影响因素进行实验。结果表明:在T=35℃、I=100mA、C/N=1.07、HRT=11h条件下反应器具有良好的总氮去除效果(可达90%以上)。一定浓度的铜离子对反硝化具有明显的抑制作用,可产生滞后现象,并影响总氮去除率。但经驯化后,反硝化率又会恢复而不受铜离子浓度变化的影响。流经阴极的电流被用于铜离子的去除及氢气的产生。这个反应可同步实现铜离子的去除和反硝化的进行,并由于反硝化作用及无机碳物质的生成,可将酸性废水的pH值凋节至中性。当废水中的C/N比小于1.07(理论C/N)时,电极-生物膜反应器能同时将硝酸氮和COD完全去除。最后,经电极反相实验,可将通过电化学还原析出的单质铜通过交换电极的方式回收,使整个反应体系可以持续有效地进行。这些结论证明,通过电极-生物膜法可达到铜离子和COD去除、反硝化及中和作用的同步实现。