人工濕地型微生物燃料電池處理污水及生物產電性能試驗研究.pdf

1、水環(huán)境污染和能源危機是當今世界共同面臨的兩大難題，把水處理工藝與處理過程中產能技術有機結合起來愈來愈受到人們的關注。眾所周知，人工濕地（Constructed Wetland System, CWs）技術是利用土壤、人工介質、植物以及微生物的多重協(xié)同作用，通過物理、化學和微生物等作用對污水、污泥進行處理的一種生態(tài)處理技術，已廣泛用于處理生活污水、工業(yè)廢水、農業(yè)廢水、雨水徑流和污水廠污泥脫水液等方面，并在世界各地得到了廣泛應用。同時，近年

2、來，越來越多的人開始研究微生物燃料電池（Microbial Fuel Cell，MFC）技術，它是利用微生物將有機物中的化學能直接轉化成電能的一種新興產能技術。本研究將升流式垂直流人工濕地和潛流式水平流人工濕地串聯(lián)，以給水廠脫水鋁污泥作為主要填料和生物膜的附著載體，使用玻璃棉作為分隔層，玻璃棉的上部是好氧陰極室，下部為厭氧陽極室，建立了人工濕地（CWs）/微生物燃料電池（MFC）試驗裝置，試驗用水為農場廢水，在室溫條件下連續(xù)運行180天

3、，分析了試驗條件下CW-MFCs裝置對廢水中主要污染物的去除效果，得到以下主要結果及結論：
　?。?）鋁污泥作為人工濕地填料是可行的，不僅“變廢為寶”，而且實現(xiàn)污泥的資源化再利用。試驗監(jiān)測期間對廢水中主要污染物COD、SS、TN、NH4+-N和NO3--N的去除率分別為69±24.0％、76±12.4%、47±19.7%、59±28.3%、69±25.6%；
　?。?）鋁污泥對廢水中P具有良好的吸附效果，吸附作用主要發(fā)生在第

4、一級反應器中。試驗監(jiān)測期間對廢水中TP和PO43--P的去除率分別達到85±9.5%和88±8.7%;
　?。?）人工濕地中不同水流方向和人工濕地深度具有不同的氧化還原電位梯度，可形成 MFCs，其產點特征如下：試驗期間測得兩級反應器所產生的電壓分別為0.435±0.091 v和0.338±0.092 v；功率密度分別為33.3±13.81 mW/m3和8.97±2.51 mW/m3，凈能量回收（NER）分別為0.912±0.16

5、4 Wh/kg·COD和2.763±0.699 Wh/kg·COD；
　?。?）功率密度取決于電極與反應裝置的比表體積，陰陽極的電極間距決定了電壓損失，直接影響了處理裝置的產電效果。空氣陰極可提高好氧陰極區(qū)的溶解氧含量，改善處理系統(tǒng)的氧化還原條件，從而促進了產電效果；
　　（5）在三階段試驗期間，前兩階段進水為農場廢水，COD濃度分別為412±25.1 mg/L和603±6.8 mg/L，第三階段采用合成廢水（按照第二階段C