本文对在生物膜法和电化学基础上建立起来的一种新型的自养反硝化脱氮工艺进行了试验研究。该工艺使用石墨和活性炭纤维组合电极作为微生物载体，水被电解后在阴极表面产生氢气，固定在阴极表面的反硝化菌直接利用氢气作为电子供体，将硝酸根还原为氮。由于微污染水源水中硝酸盐氮浓度低，有机物少，而本工艺不需要外加碳源因而适合处理微污染水源水，且相比传统的生物脱氮法，本工艺具有处理费用低、无二次污染、剩余污泥少、效果稳定等特点。试验模拟微污染水源水，控制进水NO3--N浓度为20mg/L，分别试验了电流、温度和HRT等因素对电极—生物膜法自养反硝化脱氮效率的影响，以探索适宜的工艺参数及实际应用的可行性条件。 试验证明，高碳石墨具有良好的导电性适合作为阳极；阴极则可以采用石墨作骨架，外包活性炭纤维，利用活性炭纤维巨大的比表面积来增加阴极的生物量，提高去除率。 试验中首先对电极板进行挂膜，之后再采用逐步减小C/N比和增大电流的方法，培养和驯化电极板上的利用氢气进行自养反硝化的自养脱氮菌。在少量有机物存在的条件下，通过增加电流值，可以提高脱氮速度和达到完全脱氮，并且脱氮速度随着电流增大而增大。当有机物用完之后，脱氮反应主要依靠电解产生的氢气。这说明本工艺在去除NO3--N的同时也可以去除有机物。仅以氢气作为电子供体的自养反硝化过程，可以维持较高的脱氮速度，并且相对于以有机物和氢共同作为电子供体的反应，脱氮速度较为恒定。仅以氢气作为电子供体的自养反硝化反应中，电流的刺激作用可以增加产氢量，提高反硝化菌的脱氮效率。试验中最大反硝化率时的电流为100mA，相应的电流密度为0.392mA/cm2，8小时后硝酸氮的去除率为64.56％，电极的面积负荷为0.86mgNO3--N/(cm2·d)。此时电流密度值称为“氢抑制”电流密度，之后电流密度加大，产生过量的氢对反硝化菌有抑制作用，使系统反硝化率下降。温度的提高对电极脱氮有促进作用，可以提高其去除率和反应速度。从25℃提高到38℃，脱氮效率提高约10％。 在电极脱氮系统中，碳阳极电解生成的CO2，可以有效地抑制脱氮过程中pH值的上升，使反应pH值维持在7左右。而反应产生的H2和CO2造成了缺氧的环境，使系统DO降低，有利于反硝化反应的顺利进行。 无论是外加有机物和电流共同脱氮，还是单纯的电流脱氮，在运行过程中都出现了亚硝酸盐的累积。在电流为100mA时，8小时内出现的最大亚硝酸盐量为6.29mg/L。寻求控制减少亚硝酸盐累积将是试验下一步的目标之一。