纳米零价铁强化微生物电催化-厌氧膜生物组合反应器抗膜污染能力及其调控机制

摘要：

膜污染是厌氧膜生物反应器(anaerobic membrane bioreactor,AnMBR)产业化应用面临的最大挑战.本研究构建新型微生物电催化(bio-electrochemical systems,BES)-AnMBR组合反应器,以探究纳米零价铁(nano-zero-valent iron,nZVI)投加对BES-AnMBR组合系统膜污染削减和甲烷产生等性能的影响.结果表明,BES-AnMBR组合系统运行稳定,COD去除率一直维持在95％左右.nZVI投加量(以VS计)为0.1 g·g-1时,运行性能最佳,跨膜压差(transmembrane pressure,TMP)较对照组降低28.1％,膜通量亦有轻微增加;甲烷产量为81.3 mL·g-1(以CODremoved计),较对照组提高了12.1％.胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)变化和膜阻过滤分析表明,nZVI可以加强EPS分解,促进膜表面无机和有机富铁结垢层形成,改善膜污染分布特征,从而显著缓解膜污染.本研究将丰富传统AnMBR的基础理论,为污泥处理与资源化利用提供了新视角.

关键词：厌氧膜生物反应器(AnMBR)、污泥、微生物电催化系统(BES)、纳米零价铁(nZVI)、膜污染、甲烷产生

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分类号：X703.1(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金青年科学基金项目;中央高校基本科研业务费专项;上海市“科技创新行动计划”“一带一路”青年科学家交流国际合作项目;上海高校特聘教授东方学者计划项目;上海市扬帆计划项目

在线出版日期：2021-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：5073-5081