生物电化学系统中阳极氨氧化作用强化及亚硝酸盐累积特性

微生物电化学氨氧化工艺是一种新型生物脱氮技术,可弥补短程硝化工艺在处理城镇生活污水时的缺陷.为了解其运行特性,以NH_(4)^(+)-N为唯一底物,分析双室生物电化学系统(BES)在不同外加阳极电势下的NH_(4)^(+)-N转化性能、氧化产物及其微生物学特征,并探究外加阳极电势对BES中阳极氨氧化作用及NO_(2)^(-)-N累积特性的影响.结果显示,将外加阳极电势由0.00提升至0.50 V,BES的启动进程加快,稳定运行后其阳极氨氧化作用的强度逐渐增加,系统的NH_(4)^(+)-N氧化效率(AOE)与NO_(2)^(-)-N累积效率(NiAE)随之提高;当外加阳极电势≥0.80 V时,BES中NH_(4)^(+)-N的氧化产物因工作电极表面的析氧反应转而以NO_(3)^(-)-N为主,阳极氨氧化作用因电势进一步升高至1.00 V而受到抑制,致使系统AOE下降.当外加阳极电势为0.50 V时,Nitrosomonas(40.05%)和Empodebacter(21.92%)是电活性氨氧化生物膜中的优势菌属,两者参与了BES中NH_(4)^(+)-N的氧化,此时系统中的阳极氨氧化作用得到强化,并可取得较佳的NH_(4)^(+)-N转化效果[AOE=89.48%(±2.22%)]高水平的NO_(2)^(-)-N累积量[NiAE=88.16%(±2.02%)].上述研究结果表明,通过调控阳极电势可在BES中培育出电活性氨氧化生物膜,此生物膜可通过阳极氨氧化作用将NH_(4)^(+)-N转化,且不同的外加阳极电势会显著影响BES中NH_(4)^(+)-N的转化速率、氧化产物类型及菌群结构.(图8表1参35)

微生物电化学法处理氨氮废水研究进展

氨氮污染可引起水体富营养化,严重危害水生生态系统和人类健康.微生物电化学系统作为一种极具潜能的污水处理技术正被广泛研究用于处理氨氮废水,了解各种处理氨氮废水的微生物电化学原理对未来污水处理的发展具有重要意义.对微生物电化学法处理氨氮废水的基本原理和研究进展进行综述,主要介绍微生物电化学氨回收、微生物电化学同步硝化反硝化、微生物电化学阳极氨氧化、微生物电化学厌氧氨氧化和微生物电化学厌氧铁铵氧化等技术.其主要原理是在生物反应的基础上结合微生物电化学系统,通过促进电子传递加快生物反应.相关研究重点关注氨氮污染物的回收效率、降解效率、产能效率以及结合微生物电化学系统的氨氧化新机制,可为氨氮废水处理提供重要参考.未来微生物电化学法处理氨氮废水主要应将传统脱氮工艺与微生物电化学系统相联用,将氨回收和氨氧化技术高效结合,更多地对实际污水进行研究,更多地关注功能微生物及功能基因,有效精简构型,减少运营成本.(图1表1参62)