新型生物電化學系統高效處理垃圾滲濾液的機理研究

《新型生物電化學系統高效處理垃圾滲濾液的機理研究》是依託中山大學，由盧耀斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：新型生物電化學系統高效處理垃圾滲濾液的機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：盧耀斌
• 依託單位：中山大學

中文摘要

垃圾滲濾液是垃圾焚燒和填埋過程中產生的主要二次污染物，對生態環境和人體健康造成嚴重威脅，其無害化與資源化，具有重大的國家需求和現實意義。生物電化學系統是近年發展起來的新興的廢水處理技術，同時具有廢水能量和資源回收的潛力。本項目主要針對生物電化學系統處理垃圾滲濾液過程中，電荷回收率低、電荷利用率低、產生能量無法有效利用的問題，構建了雙流式微生物脫鹽池生物電化學系統，研究垃圾滲濾液中典型有機污染物在系統中的生物、電化學協同強化降解機制；通過解析氨氮和典型重金屬的遷移轉化規律，探討氨氮和重金屬的氧化還原、電滲析脫除、陰極累積等過程與有機物降解產電過程之間的內在關係；並進一步通過增加離子交換室數目、提供外加電壓、引入電芬頓旁路等方法，探求系統效能強化機制，為實現生物電化學系統對垃圾滲濾液的高效處理與資源化提供理論基礎。

結題摘要

垃圾滲濾液是垃圾焚燒和填埋過程中產生的主要二次污染物，對生態環境和人體健康造成嚴重威脅，其無害化與資源化具有重大的國家需求和現實意義。生物電化學系統是近年發展起來的新興的廢水處理技術，同時具有廢水能量和資源回收的潛力。課題組在三年的執行期內：構建了雙流式微生物脫鹽池（DMDC）生物電化學系統，並通過提高陰極液pH、外加電壓、提高陰極液曝氣強度等方法實現系統的強化，可使垃圾滲濾液COD下降70%以上、氨氮的去除率和回收率達50%和20%以上，重金屬去除率達70%以上；探討了DMDC系統中電場促進有機離子定向移動的有機污染物生物與電化學協同強化降解機制；揭示了DMDC系統中氨氮的陽極生物硝化反硝化、陰陽極的離子交換膜分離作用、氨氮的擴散、電荷移動、氨氮轉化和氨氮吹脫等高效脫除與回收的機理機制；解析了DMDC系統中重金屬的陽極生物吸附、生物吸收、離子交換等高效脫除機制；明確了產電對銨根離子定向轉移、游離氨轉化等作用，以及氨氮脫除對有機物降解產電的弱促進作用；進一步研發了堆疊式電芬頓技術，以解決DMDC系統處理後垃圾滲濾液的後續處理問題。該研究為實現生物電化學系統對垃圾滲濾液的高效處理與資源化提供理論基礎。