铁炭微电解耦合生物反硝化脱氮性能及动力学研究

李秋霖，谢翼飞，刘国，张丹，唐浩然，邢云霄，李春雪

(1.地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059；2.国家环境保护水土协同控制与联合修复重点实验室，四川 成都 610059；3.成都理工大学生态环境学院，四川 成都 610059；4.中国科学院成都生物研究所，四川 成都 610041；5.中国科学院环境与应用微生物重点实验室，四川 成都 610041；6.中国科学院大学，北京 100049；7.四川师范大学 化学与材料科学学院，四川 成都 610068)

工业废水、生活污水和农业径流的大量排放，使水体中硝酸盐浓度上升导致富营养化问题突出[1]。目前，我国过半城市已出现硝酸盐污染[2]。自养反硝化菌可利用无机物(如硫化物、氢气、二价铁)作电子供体，利用无机碳(如碳酸氢钠、二氧化碳)作碳源[3-5]脱氮。对于低C/N污染水体，传统生物脱氮需额外投加碳源以维持微生物繁殖，这可能引发二次污染[6]。铁炭微电解(ICME)是一种广泛应用于污水处理的电化学技术[7]，微电解可快速地为反硝化菌提供电子[8]，即使在有机碳源较少的情况下也能实现高效脱氮。本文将电化学法与生物法结合，构建耦合脱氮体系，并考察其脱氮性能。

1 实验部分

1.1 材料与仪器

葡萄糖、硝酸钾、氯化铵、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸镁等均为分析纯；铁炭填料(Fe-C)主要由零价铁(Fe0)、活性炭(AC)和催化剂经高温融合构成，其外观呈球状，主要特性及组成成分见表1。

表1 铁炭填料物理特性及成分

表2 各阶段培养基成分(g/L)

表3 模拟污水成分

1810A超纯水仪；TDL-5-A低速大容量台式离心机；DRP-9162电热恒温培养箱；……