生物電化學(xué)系統(tǒng)降解苯胺并同步回收氮素的研究.pdf

1、為了高效降解苯胺、節(jié)約脫氮成本，同時回收苯胺降解生成的氮素，本研究構(gòu)建了苯胺降解同步回收其氮素的生物電化學(xué)系統(tǒng)。為了提高苯胺降解效果，向生物陽極間歇曝氣，在連續(xù)流條件下馴化出高效降解苯胺的菌群，考察了曝氣頻率、外電阻和進(jìn)水苯胺濃度對苯胺降解效果和系統(tǒng)電化學(xué)系能的影響。苯胺降解生成的銨離子會在電場和濃度梯度的作用下由陽極遷移到陰極，當(dāng)陰極液pH高時，銨離子會轉(zhuǎn)化成氨分子，再通過向陰極曝氮?dú)夂退嵋何湛梢詫?shí)現(xiàn)氮素的回收。為了更多地回收氨氮，

2、實(shí)驗(yàn)考察了陽離子（鈉離子）濃度和電流對銨離子遷移的影響。最后，構(gòu)建了完整的苯胺降解同步回收其氮素的生物電化學(xué)系統(tǒng)，評價了其苯胺降解效果和氮素回收率。
　　實(shí)驗(yàn)在連續(xù)流條件下馴化了高效降解苯胺的微氧生物陽極，發(fā)現(xiàn)最佳的曝氣頻率為每隔8分鐘曝氣1分鐘，陽極液中的平均溶解氧濃度為0.056mg/L。苯胺的降解效果和系統(tǒng)的電化學(xué)性能均隨著外電阻的降低而升高，當(dāng)外電阻為200歐姆時，獲得的苯胺去除率為97.61％，庫倫效率為6.03%。系統(tǒng)

3、適于處理的苯胺廢水最優(yōu)濃度為400mg/L，當(dāng)進(jìn)水苯胺濃度低至200mg/L時，系統(tǒng)的產(chǎn)電能力差，而當(dāng)濃度高至500mg/L時，則會抑制微生物的代謝活性。
　　苯胺降解后生成銨離子，在銨離子從陽極遷移到陰極的過程中，鈉離子與其是競爭關(guān)系，體系中鈉離子濃度越低，銨離子從陽極向陰極遷移的比例以及在陰極液中積累的濃度均越高。當(dāng)鈉離子濃度為1.64mM時，銨根離子向陰極遷移的比例為54.85%，在陰極液中積累的濃度為1.07mM。電流的增