摘要：膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種高效的污水處理工藝，而微生物燃料電池（MFC）能利用NO3-作為電子受體進(jìn)行脫氮。為解決膜生物反應(yīng)器（MBR）脫氮效率低和膜污染問題，建立了一套能夠進(jìn)行脫氮、有效抑制膜污染的一體式MFC-好氧MBR新工藝。以開路MFC-MBR反應(yīng)器為對(duì)照，對(duì)耦合系統(tǒng)中污水處理效果、膜污染情況進(jìn)行研究。

研究表明，2套系統(tǒng)的COD去除率均超過88%，對(duì)NH4-N的去除均達(dá)到99%。閉路MFC-MBR系統(tǒng)TN去除率達(dá)到69.4%，高于開路系統(tǒng)的55.3%。混合液的MLVSS/MLSS穩(wěn)定在88%左右，同時(shí)耦合系統(tǒng)能夠改善污泥混合液的性質(zhì)，zeta電位的絕對(duì)值和粘度較開路系統(tǒng)有所減少，污泥顆粒平均體積粒徑（233.482 μm）較開路系統(tǒng)（94.877 μm）有明顯增加，膜清洗周期延長(zhǎng)了41.17%。

膜生物反應(yīng)器（MBR）是一種將生物反應(yīng)原理和膜過濾相結(jié)合的污水處理工藝。與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，MBR有良好的出水水質(zhì)、較低的污泥產(chǎn)率及耐沖擊負(fù)荷等優(yōu)點(diǎn)。但MBR運(yùn)行過程中能耗較高，膜污染比較嚴(yán)重，已成為MBR應(yīng)用的瓶頸。除此之外，由于系統(tǒng)好氧環(huán)境的存在，使得反硝化速率受到限制，對(duì)總氮去除不理想。為了提高M(jìn)BR的脫氮效率，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)MBR工藝進(jìn)行了許多改造，主要有前置反硝化+好氧硝化MBR兩級(jí)工藝，SBR+膜分離工藝，間歇曝氣MBR工藝。

在膜污染控制方面，國(guó)內(nèi)外主要從膜材料、反應(yīng)器運(yùn)行條件和活性污泥混合液特性等3個(gè)方面展開研究。
生物陰極型微生物燃料電池是一種利用微生物作為催化劑來實(shí)現(xiàn)陰極電子受體還原的新型微生物燃料電池，它能在降低微生物燃料電池成本的同時(shí)在陰極實(shí)現(xiàn)特殊污染物的去除。其中以硝態(tài)氮為電子受體的生物陰極微生物燃料電池電池更引起了人們的關(guān)注，利用這個(gè)特點(diǎn)可以進(jìn)行生物脫氮。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

目前MFC脫氮主要集中在脫氮原理分析、脫氮結(jié)構(gòu)單元設(shè)計(jì)、脫氮影響因素分析3個(gè)方面。清華大學(xué)的謝珊等對(duì)好氧微生物燃料電池的同時(shí)硝化和產(chǎn)電進(jìn)行了研究，達(dá)到了很好的效果。Virdis B.等在一環(huán)形裝置中實(shí)現(xiàn)了MFC中同步硝化反硝化。陳少華等構(gòu)建了一種雙室微生物燃料電池，以苯酚為陽極基質(zhì)，同時(shí)去除陰極室的硝酸鹽廢水，達(dá)到了良好的效果。

基于以上內(nèi)容，本研究提出一套一體式MFC-好氧MBR工藝，結(jié)合MFC和MBR的優(yōu)點(diǎn)，利用MBR中有機(jī)物和陽極傳遞過來的電子作為電子供體，達(dá)到對(duì)有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除，同時(shí)利用2個(gè)電極之間的電勢(shì)差以及電流對(duì)污泥絮體的作用達(dá)到對(duì)膜污染的控制。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

詳情請(qǐng)點(diǎn)擊下載附件：好氧MBR運(yùn)行效果及膜污染特性