使用Ti/CNT/Cu5-Pd5催化阴极的电极生物膜反应器从模拟地下水中去除酸盐的性能和微生物反应
Yan Gao1, Jianing Shen2, Hongyu Yinzhang2
1School of Environmental Science and Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu, P. R. China.
概括
这项研究开发了一种新的Ti/CNT/Cu5-Pd5电极,用于在低C/N地下水中电催化降低酸 (NO3-N). 新的电极显著提高了NO3-N的去除和N2的转化,为地下水的修复提供了一个有希望的解决方案.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 电化学 电化学 电化学
- 环境工程 环境工程
背景情况:
- 地下水中的酸盐 (NO3-N) 污染,特别是低C/N比率的污染,带来了环境挑战.
- 电催化还原可在现场产生用于酸盐去除的电子,同时产生用于脱细菌的.
研究的目的:
- 开发和评估新的双金属催化电极,以提高在低C/N地下水中的NO3-N去除.
- 为了研究一个构建的电极生物膜反应器 (EBR) 的性能,利用这些电极进行酸盐修复.
主要方法:
- 通过电子沉积制造Ti/CNT/Cu-Pd双金属催化电极,使用不同的Cu/Pd比率.
- 使用Ti/CNT/Cu5-Pd5阴极和生物炭基质的电极生物膜反应器 (EBR) 的建造和运行.
- 在模拟的低C/N地下水条件下对NO3-N去除率,N2转化和微生物群落分布的分析.
主要成果:
- Ti/CNT/Cu5-Pd5电极表现出最高的NO3-N转化率 (53.60%) 由于协同Cu和Pd的催化作用.
- 在30 mg/L NO3-N,30 mA电流和12h HRT下,EBR实现了高NO3-N去除率78.1%±1.2%和99.7%的N2转化.
- 微生物社区分析显示,自性脱生成微生物的增强脱,由阴极和电子捐赠者支持.
结论:
- 开发的Ti/CNT/Cu5-Pd5双金属催化阴极有效地提高了低C/N地下水中的NO3-N去除.
- 该EBR系统集成了电化学降解和微生物脱,以实现高效的酸盐整治.
- 这种方法提供了一种可持续的解决方案,通过减少酸盐污染来改善地下水质量.
