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近年来,地下水硝酸盐污染越来越严重,硝酸盐污染地下水的问题已引起越来越多的关注。因此如何高效去除地下水中硝酸盐已成为国内外关注的焦点。电极生物膜反应器反硝化技术将电化学法和自养生物膜法相结合,比传统异养反硝化工艺更具有优势,故电极生物膜反硝化技术成为国内外研究的热点。有研究表明介体可加速生物反硝化,但对于介体加速电极生物膜反硝化的研究并未开展。故本课题以商品活性炭和含醌基介体掺杂的活性炭为基础,考察介体对复三维电极生物膜反硝化效果的影响,主要结果如下:1)方柱状反应器启动和运行结果表明:极板间距为3cm时,反硝化效果最好,最大硝酸盐去除率可达46%。该反应器的最佳运行条件为:pH为9、流量为110mL/h,电流为30mA。当pH从6上升至9时,硝酸盐去除率逐渐增加,pH为9时,去除率最大为45%,有效电流为14mA,电流效率为49%,反硝化速率为0.09mgN/(d·cm~2);当进水流量从90mL/h增加至150mL/h时,硝酸盐去除率先上升后下降,在110mL/h时,硝酸盐去除率最大为43%,电流效率为46%,反硝化速率为0.09mgN/(d·cm~2);当外加电流从10mA增加至40mA时,硝酸盐去除先上升后下降,当电流为30mA时效果最好,去除率为46%,有效电流为13mA,电流效率为46%。2)对醌基粒子电极进行制备,并对商品活性炭和制备的两种活性炭进行表征,结果表明电镜扫描图中显示自制的活性炭结构紧密,内部有孔隙,利于微生物生长;红外光谱图中含醌的红外图谱中的特征吸收峰较多;表面官能团测定中,自制的两种活性炭表面官能团的量分别比商品活性炭增加了22.1%和86.5%,酸性官能团分别增加了18%和20%,碱性官能团分别是商品的1.5倍和5倍;比表面积和孔容孔径无较大差别。3)新型复三维电极生物膜反应器启动和运行结果表明:含醌活性炭的反应器运行效果较好,硝酸盐去除率分别是其他两个的2.5倍和3倍。三个反应器的最佳运行条件为pH为8,流量为110mL/h,电流为15mA。pH为8时,含醌反应器的去除率为60%,是其他两个的3倍和1.05倍,进水流量为110mL/h时去除率为80%,分别是其他两个反应器的3.6倍和1.11倍,当电流为15mA时去除率为60%,分别为其他两个反应器的1.28和1.2倍。综上,本课题通过制备醌基粒子电极,开展了新型复三维电极生物膜反硝化特性研究,为电极生物膜法处理地下水中硝酸盐提供了一定的理论和技术支持。