碳素纖維-電化學(xué)法在水質(zhì)改善與污水處理中的應(yīng)用.pdf

1、近年來我國水環(huán)境污染問題日益突出，尤其是河流、湖泊等地表水。城市河流普遍存在氮磷濃度高、碳氮比低、生物量少及生態(tài)結(jié)構(gòu)遭到破壞等特點(diǎn)，對于此類水體的水質(zhì)改善與修復(fù)已成為水處理領(lǐng)域中的一個難點(diǎn)與熱點(diǎn)。污水的深度處理為解決城市水體污染、水資源短缺問題提供了一個重要途徑。本文針對目前我國所面臨的愈加突出的城市水體污染問題，開展了碳素纖維與電化學(xué)法結(jié)合在水質(zhì)改善與污水處理中的應(yīng)用研究，主要包括以下內(nèi)容：
　?。?）以碳素纖維（CF）為生物膜

2、載體，研究了CF微生物附著特征以及CF和生物碳素纖維（BCF）去除污水氮磷的動力學(xué)特征，并考察了曝氣量、pH值和水力停留時間（HRT）等對污水氮磷去除效果的影響。結(jié)果表明，CF具有良好的微生物富集特性，掛膜啟動快，附著生物量大且生物膜較薄，更有利于生物膜的傳質(zhì)。CF和BCF對水體氮磷均有較好的去除效果，其中BCF對TP的去除率大于90％，且BCF氮磷去除穩(wěn)定時間比CF快；CF和BCF對污水氮磷的去除規(guī)律比較符合指數(shù)型模型，磷的指數(shù)擬合度

3、（R2）要優(yōu)于氮。增加污水曝氣量有利于氮磷的去除，但系統(tǒng)曝氣量超過0.15 L/min時TN、NH4+-N的去除率反而降低。弱堿性條件有利于污水氮磷的去除，反應(yīng)器的最佳HRT取6h為宜。
　?。?）通過把 CF材料優(yōu)異的微生物富集特性與水流緩沖器的水流緩沖作用相結(jié)合，開發(fā)了一種新型的水體 CF生物監(jiān)測裝置。結(jié)果表明，CF生物監(jiān)測裝置在流動性較強(qiáng)的水域抗水流干擾性強(qiáng)，微生物富集速度快且富集的微生物種類多，該裝置的水流緩沖器有利于降低

4、水流干擾作用，為流速較快水體的生物監(jiān)測創(chuàng)造了良好的微生物富集條件。CF生物監(jiān)測裝置在水流緩慢的水域?qū)ξ⑸锶跃哂辛己玫母患Ч撗b置的防護(hù)板有利于阻止大型水生動物對所富集生物膜的侵食，在水流流速緩慢水域?qū)ξ⑸锿瑯泳哂辛己玫母患Ч?br>　　（3）以受污河水為處理對象，選取 CF作為微電解和電極生物膜的電極材料，研究微電解反應(yīng)器和電極生物膜反應(yīng)器的污水處理特點(diǎn)及運(yùn)行條件，同時考察微電解-電極生物膜法的污水處理效果。結(jié)果表明，微電解

5、反應(yīng)器可以有效去除污水中的PN（顆粒態(tài)總氮）、PP（顆粒態(tài)總磷）、DTP（溶解性總磷）和NH4+-N，去除率分別達(dá)到94％、95％、93％和98％；其中DTP的去除以與微電解反應(yīng)產(chǎn)生的 Fe2+的沉淀反應(yīng)為主，NH4+-N的去除以 CF電極富集的硝化細(xì)菌的硝化反應(yīng)為主。另外，微電解反應(yīng)器提高了有機(jī)物的去除效率，但對 DTN（溶解性總氮）的去除率較低。電極生物膜反應(yīng)器能有效去除污水 NO3--N，對不同進(jìn)水的適應(yīng)性較強(qiáng)，脫氮以自養(yǎng)反硝化為