低C/N比条件下电极生物膜法去除硝酸盐试验研究

作     者：刘晓露 

作者单位：河北工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蓝梅

授予年度：2012年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：电极生物膜法 反硝化 低C/N比 硝酸盐 

摘      要：当前,脱氮已经成为水处理方向备受关注的热点问题之一。电极生物膜法在处理低C/N比水质方面具有良好的效果而受到广泛地关注,该方法不需外加碳源,无需后续处理,投加适量外加碳源时可大幅提高反硝化的效率,运行稳定且易于控制。电极生物膜法多应用于地下水的处理中,对生活污水、工业废水的处理报道较少。本研究利用自制电极生物膜反应器处理模拟低C/N水中的硝酸盐氮,并将研究结果应用于生活污水、工业废水等实际水样中硝酸盐氮的去除。 通过C/N、温度、HRT和电流强度构造的4因素4水平L16(44)的正交试验得出：高浓度硝酸盐负荷试验中HRT对反硝化的影响最为明显,其次是温度,再者是C/N和电流;低浓度硝酸盐负荷试验中电流对反硝化的影响最为明显,其次是温度和C/N,最后是HRT。 通过电流、温度、C/N、HRT、pH和ORP对反硝化脱氮中COD、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮影响的试验研究,得到如下结果： 1.温度为30℃时反硝化效果最好,此时,高浓度硝酸盐模拟试验和低浓度硝酸盐模拟试验中的COD和硝酸盐氮去除率分别为91.3%、76.3%和92.5%、92.9%。 2.C/N对反硝化有一定的影响,C/N比为3时脱氮效果最佳。此时,高浓度硝酸盐模拟试验和低浓度硝酸盐模拟试验中COD和硝酸盐氮的去除率分别为56.9%、95.1%和73.3%、94.9%。 3.电流的刺激作用可以提高反硝化菌的脱氮效率,高、低两种不同浓度的硝酸盐模拟试验条件下,15mA的电流是最理想的,此时,高浓度硝酸盐模拟试验和低浓度硝酸盐模拟试验中COD和硝酸盐氮的去除率分别为89.64%、83.47%和89%、86%。HRT越长,硝酸盐的去除率越高,反硝化的速率降低。 通过对不同水质的实际水样进行处理研究,结果表明,自制电极生物膜反应器用于处理生活污水、垃圾填埋场渗滤液及河水时对COD和硝酸盐氮的去除效果良好,COD的去除率分别为94%、93.2%和93.6%,脱氮率分别可达到95%、95%和98%,且反应过程无亚硝酸盐氮的积累现象。但是,其在处理工业园区出水时,COD和硝酸盐氮的去除率分别为79%和50%,且8h出水后亚硝酸盐氮积累严重为53.40mg/L。