1、電極生物膜法脫氮技術(shù)較傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)而言，具有脫氮效率高、操作簡便、產(chǎn)物清潔等優(yōu)點，適合處理低C/N的氨氮廢水和硝態(tài)氮廢水。本論文在設計優(yōu)化三維電極生物膜反應器的基礎上，研究了反應器啟動階段的微生物掛膜與馴化過程、及其脫氮性能，探討了電化學作用和在反應器中填充第三電極對系統(tǒng)脫氮性能的影響。
　　 本論文首先構(gòu)建了一個三維電極生物膜反應器：金屬鈦棒為陽極，活性炭纖維氈為陰極，活性碳顆粒為第三電極，陰陽極區(qū)之間采用醋酸纖維膜分隔。

2、反應器中陽極區(qū)的好氧環(huán)境發(fā)生硝化反應，陰極區(qū)的缺氧厭氧環(huán)境發(fā)生反硝化反應。
　　 在啟動電極生物膜反應器的過程中，控制進水NH4+-N濃度為30mg/L，pH維持在7.8左右，溫度為30℃，運行周期24h，經(jīng)過100d的培養(yǎng)馴化，在電流為30mA時反應器陰極區(qū)出水氨氮轉(zhuǎn)化率達到62％，TN去除率為59％，出水NO3--N濃度小于1.0mg/L，無NO2--N累積，成功實現(xiàn)了三維電極生物膜反應器全自養(yǎng)脫氮的啟動。實驗過程中電極生物

3、膜反應器的運行受電流強度影響較大，電流強度改變會直接引起反應體系中的DO和pH環(huán)境的變化。
　　 反應器成功啟動后，提升進水氨氮負荷，研究該系統(tǒng)處理氨氮廢水的能力，再將進水由氨氮轉(zhuǎn)換為硝態(tài)氮，研究系統(tǒng)處理硝態(tài)氮廢水的能力。結(jié)果表明，在電流強度30mA的條件下，當進水NH4+-N濃度小于70mg/L時，出水氨氮轉(zhuǎn)化率能達到85％以上，總氮去除率大于70％，硝態(tài)氮含量略有上升；當進水轉(zhuǎn)換為濃度為30mg/L的NO3--N時，反應器運

4、行24h，NO3--N去除率達到75％，無亞硝態(tài)氮積累，具有較好的脫氮性能。實驗中在最大有效電流強度為30mA的條件下，反應器電流效率能達到200％以上。
　　 在運行穩(wěn)定的三維電極生物膜系統(tǒng)中，電化學作用和第三電極作用對其脫氮效果影響顯著。電化學實驗結(jié)果表明，在處理氨氮廢水時，前2h受電化學氧化作用影響較大，2h后電化學氧化作用影響減弱，改為由生物作用影響起主導，2h后的氨氮去除反應為一級動力學反應。經(jīng)電化學實驗結(jié)果分析，在本

5、實驗控制運行條件下電化學氧化去除氨氮占電極生物膜法總?cè)コ?％左右。電極生物膜反應器在處理硝態(tài)氮廢水時，受電化學還原作用影響不顯著，但能觀察到較明顯的電場遷移作用，陰極區(qū)硝酸根離子在電場作用下遷移至陽極區(qū)，導致陽極區(qū)NO3--N濃度上升。經(jīng)統(tǒng)計分析，電場遷移作用所引起的陰極區(qū)出水硝酸鹽濃度的降低，約占電極生物膜反應器處理硝酸鹽廢水總?cè)コ康?％。此外，第三電極研究實驗結(jié)果表明，在反應器陰極區(qū)填充第三電極能提高系統(tǒng)脫氮性能50％左右。其影