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-作為電子受體進行脫氮。為解決膜生物反應器（MBR）脫氮效率低和膜污染問題，建立了一套能夠進行脫氮、有效抑制膜污染的一體式MFC-好氧MBR新工藝。以開路MFC-MBR反應器為對照，對耦合系統(tǒng)中污水處理效果、膜污染情況進行研究。

研究表明，2套系統(tǒng)的COD去除率均超過88%，對NH4-N的去除均達到99%。閉路MFC-MBR系統(tǒng)TN去除率達到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，同時耦合系統(tǒng)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，膜清洗周期延長了41.17%。

膜生物反應器（MBR）是一種將生物反應原理和膜過濾相結合的污水處理工藝。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)率及耐沖擊負荷等優(yōu)點。但MBR運行過程中能耗較高，膜污染比較嚴重，已成為MBR應用的瓶頸。除此之外，由于系統(tǒng)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MBR的脫氮效率，國內(nèi)外學者對MBR工藝進行了許多改造，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(nèi)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在陰極實現(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注，利用這個特點可以進行生物脫氮。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

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個方面。清華大學的謝珊等對好氧微生物燃料電池的同時硝化和產(chǎn)電進行了研究，達到了很好的效果。Virdis B.等在一環(huán)形裝置中實現(xiàn)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，以苯酚為陽極基質(zhì)，同時去除陰極室的硝酸鹽廢水，達到了良好的效果。

基于以上內(nèi)容，本研究提出一套一體式MFC-好氧MBR工藝，結合MFC和MBR的優(yōu)點，利用MBR中有機物和陽極傳遞過來的電子作為電子供體，達到對有機物和營養(yǎng)物質(zhì)的去除，同時利用2個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實驗部分

1.1實驗裝置

詳情請點擊下載附件：好氧MBR運行效果及膜污染特性