摘要：膜生物反應器（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。為解決膜生物反應器（MBR）脫氮效率低和膜污染問(wèn)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(kāi)路MFC-MBR反應器為對照，對耦合系統中污水處理效果、膜污染情況進(jìn)行研究。
研究表明，2套系統的COD去除率均超過(guò)88%，對NH4-N的去除均達到99%。閉路MFC-MBR系統TN去除率達到69.4%，高于開(kāi)路系統的55.3%�；旌弦旱腗LVSS/MLSS穩定在88%左右，同時(shí)耦合系統能夠改善污泥混合液的性質(zhì)，zeta電位的絕對值和粘度較開(kāi)路系統有所減少，污泥顆粒平均體積粒徑（233.482 μm）較開(kāi)路系統（94.877 μm）有明顯增加，膜清洗周期延長(cháng)了41.17%。
膜生物反應器（MBR）是一種將生物反應原理和膜過(guò)濾相結合的污水處理工藝。與傳統的活性污泥法相比，MBR有良好的出水水質(zhì)、較低的污泥產(chǎn)率及耐沖擊負荷等優(yōu)點(diǎn)。但MBR運行過(guò)程中能耗較高，膜污染比較嚴重，已成為MBR應用的瓶頸。除此之外，由于系統好氧環(huán)境的存在，使得反硝化速率受到限制，對總氮去除不理想。為了提高M(jìn)BR的脫氮效率，國內外學(xué)者對MBR工藝進(jìn)行了許多改造，主要有前置反硝化+好氧硝化MBR兩級工藝，SBR+膜分離工藝，間歇曝氣MBR工藝。
在膜污染控制方面，國內外主要從膜材料、反應器運行條件和活性污泥混合液特性等3個(gè)方面展開(kāi)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(lái)實(shí)現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(jiàn)http://www.sharpedgetext.com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、脫氮結構單元設計、脫氮影響因素分析3個(gè)方面。清華大學(xué)的謝珊等對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，達到了很好的效果。Virdis B.等在一環(huán)形裝置中實(shí)現了MFC中同步硝化反硝化。陳少華等構建了一種雙室微生物燃料電池，以苯酚為陽(yáng)極基質(zhì)，同時(shí)去除陰極室的硝酸鹽廢水，達到了良好的效果。
基于以上內容，本研究提出一套一體式MFC-好氧MBR工藝，結合MFC和MBR的優(yōu)點(diǎn)，利用MBR中有機物和陽(yáng)極傳遞過(guò)來(lái)的電子作為電子供體，達到對有機物和營(yíng)養物質(zhì)的去除，同時(shí)利用2個(gè)電極之間的電勢差以及電流對污泥絮體的作用達到對膜污染的控制。
1實(shí)驗部分
1.1實(shí)驗裝置
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