中国环境科学

作者：徐湛禹, 陆心怡, 汤翀, 潘玲阳, 李龙雪, 魏晓丽, 倪草梅, 李刚, 王振

单位：1. 安徽农业大学资源与环境学院, 安徽 合肥 230036;2. 安徽新华学院城市建设学院, 安徽 合肥 230088;3. 中国科学院城市环境研究所城市环境与健康重点实验室, 福建 厦门 361021

关键词：人工湿地(CW),阴极层构型,电极氨氧化,阴极自养反硝化,脱氮

基金：国家自然科学基金项目(52370160);安徽省自然科学基金资助项目(2008085ME162);安徽省高等学校科学研究资助项目(2022AH040121,2023AH051812)

在电极氨氧化型人工湿地(CW)中设置阴极层,促进其中阴极自养反硝化作用的发生,并探究了阴极层构型对系统运行性能的影响,解析且阐释了对应条件下装置中的微生物特性及氮素转化过程.结果表明,阴极层构型会显著影响其中关键功能微生物的丰度,导致该区域内阴极自养反硝化作用的强度不尽相同,随之造成了装置脱氮产电性能的差异.当在电极氨氧化型CW的阴极层中布设生物阴极且填充废砖块时,阴极层较大的比表面积、较高的水溶性盐总量及Fe含量提高了其中参与阴极自养反硝化反应的功能微生物(尤其是Geobacter、Thauera、Thiobacillus、Pseudomonas和Hydrogenophaga)的丰度及活性,使阴极自养反硝化作用得到较大程度的强化并在系统中形成了以电极氨氧化-阴极自养反硝化为主的多路径耦合脱氮体系.此时装置具备理想的运行性能,其COD、TP、TN和NH4+-N去除率分别稳定在(88.79±2.58)%、(98.19±0.72)%、(91.34±3.58)%和(96.78±2.90)%,输出电压和输出功率密度峰值分别为(787.99±89.43)mV和214.41W/m3.本研究可为新型强化脱氮CW工艺的研发与设计提供参考.

来源：2024年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

查看中国环境科学杂志2024年第12期