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城市污水中的污染物含有大量的能量,若将其加以利用,则可以在一定程度上缓解能源短缺问题。微生物燃料电池(MFC)与其他污水处理工艺耦合的新工艺研究是目前污水处理领域最有前景的研究方向之一。本文介绍了一种反硝化除磷产电工艺,以双泥工艺为基础,厌氧池和二沉池兼做微生物燃料电池的阳极室和阴极室,在去除污水中氮、磷和有机物的同时产生电能。由于碳源不仅是反硝化除磷工艺的重要影响因素,也是微生物燃料电池的一个重要参数,因此研究碳源对反硝化除磷产电系统的影响尤为重要。首先,采用连续流的方式分别培养反硝化聚磷菌和硝化污泥,并将培养成功的污泥分别放入反硝化除磷产电装置中对应的反应池内,外电阻设为900Ω,控制厌氧池、好氧池和缺氧池的溶解氧浓度分别为0.2mg/L、2.0mg/L和0.5mg/L,装置内的水温设为25℃C,经过52天的试验,装置启动成功。COD、氨氮和磷的去除率分别在60%-67%、60%-70%和55-64%范围内波动,产生的电压值一般在0.53V,电流最大可达到0.62mA,功率密度稳定在 35-43.2mW/m2 之间。其次,采用乙酸钠、丙酸钠和葡萄糖作为三种系统碳源,并且控制其碳氮比均为3.5-4.5、4.5-5.5、5.5-6.5,乙酸钠和丙酸钠对于反硝化除磷产电装置的最佳碳氮比均为4.5-5.5,且两系统处理效果相差不大,磷及COD去除率可达到65%左右,出水总氮为9-]7mg/L,平均电压为0.47V。葡萄糖对于该系统的最佳碳氮比为5.5-6.5,对于污水的氮磷去除效果较差,对磷的去除效果仅为33%-41%,但是产电效果较好,平均电压能达到0.53V。然后,研究不同种类碳源在其最佳碳氮比时对反硝化除磷产电系统的影响,发现稳定运行的反硝化除磷产电系统对碳源转变所带来的冲击具有良好的承受能力,且出水水质及产电效果良好,进水碳源由乙酸钠变为丙酸钠时对系统的影响不大,磷的平均去除率为63.41%略低于乙酸钠系统的65.52%,平均输出电压为0.48V左右。系统碳源由丙酸钠变为葡萄糖时会使系统的除磷效果降低,而产电效果提升,磷去除率低至37%,平均输出电压为0.49V。可见反硝化除磷产电系统的最佳碳源为乙酸钠。最后,考察除碳影响因素MLSS及HRT对反硝化除磷产电系统的影响,分析得出厌氧池MLSS为6536mg/L左右时,对COD和磷的去除效果最好,COD去除率最高可达到72%,出水磷浓度低于3mg/L;缺氧池MLSS为6794mg/L左右时,系统脱氮除磷效果最好。因此系统MLSS控制在6500-7000mg/L时,该工艺对模拟生活污水的处理效果显著。通过调节进水量来改变各个反应池的水力停留时间,发现厌氧池和缺氧池的HRT为2.5h和4.2h时,系统对COD的去除率最高可达到77%,虽然略低于厌氧段HRT为3.5h时系统的除碳率,但此水力停留时间条件下,系统反硝化聚磷菌的释磷量最大,维持在14-17mg/L,能够产生稳定高效的电压,最高输出电压为0.53V,具备较好的反硝化除磷能力及稳定高效的产电能力。