微生物燃料电池MFC处理实际垃圾渗滤液脱氮研究

• 作 者: 邱慧晶 谢冰
• 机 构: 华东师范大学生态与环境科学学院,上海市城市化和生态恢复重点实验室,上海200241
• 出 处: 中国生态学学会微生物生态专业委员会2016年学术年会
• 发表日期: 2016年10期
• 关键词: MFC 渗滤液 产电 除碳脱氮 厌氧氨氧化

　　垃圾渗滤液作为一类难降解的高氨氮有机废水,其处理和资源化利用一直是这一领域研究的热点.微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)是最近迅速发展起来的新型资源化处理技术,它结合了生物和电化学的方法,利用微生物的降解作用可直接将污染物转化为电能,实现污染物去除的同时产电.本研究通过构建两瓶 型微生物燃料电池,研究间歇进水和连续进水方式下,运行条件和停留时间对MFC有机物及氮的处理效率及产电情况的影响,以及该过程中阳极氮的厌氧氨氧化去除的可行性.本研究的结果如下：以高浓度新鲜渗滤液为阳极底物,MFC连续处理高浓度垃圾渗滤液(COD浓度为16000 mg/L)时,当停留时间为3～6 d时可实现持续产电,且COD和NH4+-N的去除率相对较高.当停留时间为7 d时,采用间歇进水的方式时输出电压最大为354.70 mV,COD和NH4+-N的去除率分别为49.51％和16.84％；而采用连续进水方式时最大输出电压为362.20mV,COD和NH4+-N的去除率分别为54.52％和19.73％.连续进水相比间歇进水可以实现长期持续产电(6 d).为提高MFC的脱氮效果,通过接种厌氧氨氧化污泥,研究了反应器厌氧氨氧化产电及其脱氮可行性.结果表明当采用人工配制废水时,NH4+-N浓度为240 mg/L时,输出电压、NH4+-N、NO2--N、TN去除率同时达到最大,分别为153.40 mV、81.32％、84.13％、78.62％,此时最大输出功率密度为130.71 mW/m3.当采用晚期实际垃圾渗滤液时,进水NH4+-N浓度为200 mg/L时,其输出电压、NH4+-N、NO2-N、TN的去除率同时达到最大,分别为206.80 mV,65.82％、89.41％、66.73％,此时最大输出功率密度为237.62 mW/m3.从反应过程中的消耗NO2--N/消耗NH4+-N与产生NO3--N/消耗NH4+-N的比值均接近1.32来看,表明反应器中厌氧氨氧化的发生.但是渗滤液的水质较为复杂,且含有低浓度的有机物,对氨氮氧化产生抑制作用,配水的厌氧氨氧化要强于渗滤液.本研究首次通过将厌氧氨氧化与MFC阳极处理实际垃圾渗滤液相结合,证实了MFC可以实现阳极厌氧氨氧化脱氮.