三维电极生物膜反应器脱除低C/N值废水中硝酸盐氮和COD

摘要

本文用自行设计的三维电极－生物膜反应器引入到低C/N比的废水中进行反硝化的试验研究，分别对城市污水二级生化系统的模拟出水进行了深度脱氮研究，以及对硝酸盐氮负荷较高的废水进行脱氮研究。研究结果表明： 利用三维电极－生物膜反应器对城市污水二级生化系统的模拟出水进行深度脱氮，在常温（20±1℃）条件下，进水中硝酸盐氮为40mg/L，COD为100mg/L时，为避免氢抑制现象的产生，反应器存在一个最佳工作电流20mA，反应器最大电流效率可达1003％；硝酸盐氮的去除速率随着硝酸盐氮负荷的增加，变化不大，电流和碳源是这个体系反硝化脱氮的主要控制因素；与单纯生物膜法相比，电极-生物膜法能显著提高反硝化脱氮效果，是单纯生物膜法的4.5倍，能够显著地缓解低C/N废水生物脱氮过程中碳源不足的矛盾；用自制的反应器处理1m3的模拟废水（含硝酸盐氮30mg/L，COD100mg/L），反应器对硝酸盐氮的去除率可达90％，反应器仅需要0.05KW·h的电能。因此，电极-生物膜污水处理装置具有低能耗的优点。 将复极性三维电极生物膜反应器改进为单极性三维电极生物膜反应器，即在阳极石墨棒周围包裹筛绢，经改进后的反应器对硝酸盐氮负荷较高的废水脱氮效果明显提高，对硝酸盐氮的去除率为85％左右，约是改进前的2.4倍。 总之，三维电极－生物膜反应器废水中的微生物能够同时利用有机物和电解产生的氢气进行反硝化，在低耗高效脱氮的同时，使COD也得到降解。它将是低C/N废水脱氮的一种很有潜力的工艺。