地下水硝酸盐污染生物电化学修复技术研究

2022-09-15张吉强段申璇李甲亮张再旺

绿色科技 2022年16期

张吉强，刘斐，段申璇，李甲亮，张再旺，吴涛，蔡靖

(1.滨州学院生物与环境工程学院，山东滨州 256603； 2.浙江工商大学环境科学与工程学院，浙江杭州 310018)

1 引言

地下水是人类最为主要、直接的水源，地下水水质的安全直接关系到经济社会的发展和人们的日常生活。当前，伴随着各种人类活动的开展，地下水不同程度地存在被污染的状况，硝酸盐污染就是其中比较严重的之一[1]。地下水硝酸盐污染的修复是一个世界性的难题，目前常规的物理和化学修复方法都存在能耗高、效率低，同时伴随着二次污染等缺点[2,3]。因此低耗高效且不会对地下水产生二次污染的地下水硝酸盐污染治理技术的开发就成为一种迫切的需要。

近年来出现的生物电化学系统在环境领域具有实现污染控制和修复的同时能够回收能量等诸多优点，具有良好的应用发展前景[4～6]。本实验通过构建地下水硝酸盐污染生物电化学修复装置，通过阳极供给电子实现阴极反硝化过程，实现同步硝酸盐污染修复和电能回收。实验主要目标包括监测生物电化学系统的运行性能，同时试验不同基质浓度、pH值和盐浓度等因素对生物电化学系统脱氮产电性能的影响。

2 实验部分

2.1 实验装置

本实验采用的生物电化学系统装置材质为有机玻璃，其主要由夹在圆形侧管中间的质子交换膜(Nafion117)外部串联2个圆柱形极室组成。阴、阳极电极材料为石墨毡(60 mm×40 mm×10 mm)，其通过钢丝固定在极室顶盖上，并利用铜导线连接外电路。装置内液体通过磁力搅拌器(HJ-2)进行搅拌混匀。阴阳极室瓶盖具有小孔，分别用来取样和固定电极。