电极生物膜法去除亚硝酸盐氮的实验研究

论文摘要

电极生物膜法是近年来才发展起来的一项新型水处理技术,它结合了生物法和电化学法各自的优点,可以实现清洁、彻底的反硝化脱氮。同时电极生物膜法具有处理费用低,去除率高、易控制等优点。本次实验通过对连续式反应器和间歇式反应器脱氮效果的分析,考察了运行方式、C/N比、外加电流和水力停留时间等因素对两种BER工艺处理效果的影响,初步掌握了电极生物膜法的一些基本规律。首先设计了简单的BER反应器,然后对连续运行BER和间歇运行BER进行了调试运行和参数优化。得到二者运行的最佳温度和pH值:温度为30℃,pH=7.07.5。接下来,实验研究了C/N比对反硝化的影响,总的来说,C/N比越高,脱氮速率越快,脱氮效果越好。间歇式反应器在C/N比高和低时都有较好的脱氮效果,亚硝酸盐去除率最高可达93%。连续式反应器的脱氮效果随C/N比的降低而降低,当C/N=0时脱氮效果最差,亚硝酸盐去除率只有40%。然后,实验研究了电流对反硝化的影响,发现电流对反硝化有一定的促进作用,特别是在C/N比较小时,这种影响更为明显,在低C/N比条件下,连续式反应器受电流影响较大。本文还对间歇式BER反应器去除亚硝酸盐的动力学模型进行了初步研究,得到一级反应动力学方程:Ct=C0exp（-Kt）;同时得到本实验的最佳电流强度范围是23.7mA63.2mA。文章还研究了不同C/N比下的反应速率常数K,得到不同C/N比下的一级反应动力学方程。最后文章比较了不同流态的两种反应器类型,相对于连续式运行,间歇式运行更能达到一个好的脱氮效果,是BER的一种良好的运行方式。在间歇式运行的最佳反应条件下,反应器对亚硝酸盐氮的去除率最高可达93%,出水亚硝酸盐氮浓度最低可达1.22mg/L。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 氮污染概述
• 1.1.1 水环境中氮污染现状
• 1.1.2 水污染中氮污染的来源
• 1.1.3 氮污染的危害性
• 1.2 反硝化脱氮的基本理论
• 1.2.1 各类脱氮方法简介
• 1.2.2 各类方法比较
• 1.3 亚硝酸型硝化反硝化脱氮技术
• 1.3.1 亚硝酸型脱氮技术的进展
• 1.3.2 亚硝酸型硝化反硝化技术原理
• 1.3.3 亚硝酸型硝化反硝化技术原理
• 1.4 电极生物膜法
• 1.4.1 电极生物膜法的基本原理
• 1.4.2 电极生物膜法的研究进展
• 1.4.3 存在的问题与展望
• 1.5 研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的和意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 实验装置与实验方法
• 2.1 实验装置和设备
• 2.1.1 实验装置
• 2.1.2 实验仪器和设备
• 2.2 检测项目的分析方法
• 2.3 本章小结
• 第3章 BER 调试运行
• 3.1 BER 调试运行
• 3.1.1 原水配制
• 3.1.2 污泥驯化
• 3.2 BER 的连续式运行
• 3.2.1 正交实验
• 3.2.2 影响因素调控
• 3.3 BER 的间歇式运行
• 3.3.1 正交实验
• 3.3.2 影响因素调控
• 3.4 本章小结
• 第4章 BER 脱氮效能
• 4.1 连续式BER 的运行参数分析
• 4.1.1 温度和pH 对脱氮效果的影响
• 4.1.2 电流对脱氮效果的影响
• 4.1.3 C/N 对脱氮效果的影响
• 4.1.4 HRT 对脱氮效果的影响
• 4.2 间歇式BER 的运行参数分析
• 4.2.1 温度和pH 对脱氮效果的影响
• 4.2.2 电流对脱氮效果的影响
• 4.2.3 C/N 对脱氮效果的影响
• 4.2.4 HRT 对脱氮效果的影响
• 4.3 连续式运行和间歇式运行的比较
• 4.4 BER 脱氮动力学模型
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢