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印染前处理废水具有污染物浓度高、碱性强、生化性差、难降解等特点,面对严峻的环境污染问题和日益严格的排放标准,其处理难度日益增大。本研究针对该问题,将电场引入厌氧与好氧生物处理系统中,构建了新型微生物电化学耦合厌氧/好氧工艺处理印染前处理废水。本研究通过构建的微生物电化学耦合反应器,以实际印染前处理废水为对象,对比研究了新型微生物电化学耦合厌氧/好氧工艺在纯电化学作用、纯微生物作用和微生物与电化学耦合作用三种运行模式下的处理效果。考察外加电压、FHRT、温度和电极大小对该工艺运行效能的影响。探究了外加电压对污泥浓度、污泥絮体粒径分布和微生物群落结构的影响,为新型微生物电化学耦合厌氧/好氧工艺的工程应用提供相关技术支持并为印染前处理废水的处理提供新思路。论文采用自制碳刷为电极,反应器经35d后启动成功,经过180多天的稳定运行后得出如下结论:1、反应器以微生物与电化学耦合作用时的处理效果优于纯电化学体系和纯微生物体系。纯电化学作用时仅有3.2%的COD因碳纤维电极的吸附作用而去除。当外加电压为0.6V,进水COD值在5200-5800 mg/L,微生物与电化学耦合作用时的COD、PVA、氨氮的去除率分别为69.13%、20%和68.72%,比微生物单独作用时分别提高20.23%、9.93%和15.8%。微生物电化学系统和纯微生物体系的总磷去除率均在41.8%-48.1%之间,变化不明显。GC-MS测定结果表明,新型微生物电化学耦合厌氧/好氧工艺能去除印染前处理废水中大部分的长链脂肪酸、酮类和吲哚类、苯及酚类物质,去除效果优于纯微生物体系。2、新型微生物电化学耦合厌氧/好氧工艺中,当进水COD为4800-6780 mg/L,B/C为0.41-0.45,pH为7左右时,在外加电压为0.6V、温度为32℃、阳极室和阴极室的HRT分别为28h和14h的运行条件下反应器运行效能最优。此条件下,COD、PVA去除率分别为69.98%和24.06%,阳极室的产气量为0.6694 m3/m3·d。温度从22℃上升至32℃和42℃时,阳极室的COD去除率由34.98%上升至50.57%和49.84%,产气量由0.2944 m3/m3·d升至0.6694 m3/m3·d和0.6529 m3/m3·d。32℃时阴极室的运行效果最好,22℃、32℃和42℃时的COD去除率分别为28.26%、37.5%、20.11%。当电极尺寸由11cm×3cm减小到8cm×3cm、5cm×3cm时,新型工艺的COD去除效率由69.13%降低至56.52%、51.32%,R2的产气量也从0.6694 m3/m3·d降低至0.4062 m3/m3·d、0.3883 m3/m3·d。3、外加电压促进微生物生长并促使污泥絮体粒径增大。0.6V时阳极室和阴极室内的污泥絮体粒径较未通电时的增大幅度分别为10-30μm和18-52μm。外加电压0.6V时微生物分解有机物仅有少部分用于合成自身细胞,产泥量较少,MLVSS/MLSS值低于其他外加电压下的值。外加电压促进微生物群落的多样性,对不同菌属具有选择性的影响。外加0.6V电压后阳极细菌中新增Smithella;Thermovirga和Mesotoga的丰度上升,Syntrophomonas和Desulfovibrio的丰度降低。外加0.6V电压后阴极细菌中WCHB1-69 norank和Azoarcus的丰度上升,Thauera的丰度降低,Fluviicola菌属未出现在阴极上。阳极室中通电前后古菌以广古菌门为主,在属的水平上,外加0.6V电压后,Methanocorpusculum的比例降低,Methanosarcina和Methanospirillum比例的上升可丰富厌氧产甲烷的途径,进而提高反应器的水处理效果,提高产气量。