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电极生物膜法同时还原NO_x络合吸收液中的Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA

糜徐红  
【摘要】: 在实验室已有课题——化学吸收结合生物转化处理烟气中氮氧化物的研究基础上,结合电极生物膜技术在废水脱氮领域的发展,本课题独创性地提出将电化学方法引入微生物的还原中。本研究以Fe(Ⅱ)EDTA为吸收剂,络合吸收NO_x,用电极生物膜法将NO_x络合吸收液中的Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA同时还原成Fe(Ⅱ)EDTA,实现了吸收剂的再生。 本文研究了菌株FR-2、DN-2以及两者的混合培养物对Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA的还原特性和微生物的生长特性。选育了高活性的微生物对反应器进行挂膜实验,考察了不同电流密度对反应器挂膜效果的影响,结合电镜扫描(SEM)实验分析了阴极碳棒表面微生物的存在形态和群落特征。在挂膜期间,重点研究了电化学作用,微生物作用,电化学结合微生物作用这三种作用对Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA的还原。研究发现,电流可以加快微生物的代谢速度,提高微生物的还原活性。 挂膜结束后,考察了连续运行和间歇运行这两种不同运行方式下反应器的还原性能,以及Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA浓度改变对各自还原效果的影响。研究发现,随着溶液中Fe(Ⅱ)EDTA-NO浓度的增加,Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率以及Fe(Ⅱ)EDTA的生成速率都明显地降低了。当电极生物膜反应器中不提供电流时,电极生物膜中的微生物对Fe(Ⅱ)EDTA-NO和Fe(Ⅲ)EDTA几乎没有还原作用。随着电流密度的增加,Fe(Ⅱ)EDTA-NO的还原速率升高。电流密度为0.09 mAcm~(-2)(Ⅰ=0.03 A)时,反应器中Fe(Ⅱ)EDTA的生成速率最快。


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