电化学膜生物反应器处理猪场污水运行效果

作     者：刘壮壮 刘崇涛 吴厚凯 宋建超 李洋洋 陶秀萍 鞠然 

作者机构：中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 中国农业科学院都市农业研究所 

出 版 物：《农业环境科学学报》 (Journal of Agro-Environment Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 

基　　金：中国农业科学院科技创新工程项目（ASTIP-CAAS） 中国农业科学院杰出人才支持计划（NKYCLJ-C-2021-029） 

主　　题：电化学膜生物反应器 猪场 污水 产电性能 污染物 膜污染 

摘      要：针对目前膜生物反应器(Membrane bioreactor，MBR)处理污水时存在严重的膜污染问题，结合微生物燃料电池(Microbial fuel cell，MFC)处理污水时可产生电能的特点，本研究耦合MBR与MFC，构建新型电化学膜生物反应器(Electrochemistry membrane bioreactor，EMBR)，探讨EMBR处理猪场污水的可行性并对比评价闭路和开路连接方式的运行效果。结果表明，闭路EMBR可连续稳定运行，产电性能方面，最大功率密度、内阻和库仑效率分别为62.7 mW·m-2、229.1 Ω和15.5%；污染物去除方面，闭路EMBR对化学需氧量(COD)、氨氮(NH4＋-N)、总氮(TN)和总磷(TP)的去除率分别为90.4%±0.5%、76.6%±1.8%、62.6%±1.6%和70.5%±3.4%，其中TN的去除率较开路EMBR系统显著提升了3.8%；膜污染减缓方面，闭路EMBR在其自身所产电场作用下可有效减缓膜污染，膜清洗周期较开路EMBR延长了30%。EMBR作为一种新兴污水处理技术，在高效去除猪场污水中污染物的同时可产生电能，并可利用自身所产电能原位减缓膜污染速率，为畜禽养殖深度处理提供科学依据。