我国淡水资源短缺,加之环境污染特别是近年来频发的重金属污染问题严重影响了工农业生产和饮用水安全。虽然海水淡化技术取得了一定成果,但高能耗的问题仍制约其应用和推广。本研究提出了新的工艺思路将生物电化学系统引入到海水淡化和重金属污染治理工艺中。利用阳极微生物催化降解废水中的有机污染物,在反应器内部产生电场推动脱盐室海水淡化,输出的电能驱动电渗析装置去除重金属离子,同时阴极室生成的氢氧根离子用于沉淀电渗析室出水中的重金属离子,实现零能耗同步有机污染物降解、海水淡化和重金属去除多重功效。本研究拟采用连续流运行模式,选取铜、铅、镉三种典型重金属离子为研究对象,探讨电催化污染物降解、海水淡化和重金属离子去除过程耦合的关键技术问题,优化工艺设计,建立定向的调控措施,并与微生物种群特性和生态系统功能相联系,解析产电微生物群落形成机制和演替规律,为开发低能耗海水淡化和污水处理新工艺提供科学依据和技术基础。
英文主题词Bioelectrochemical system;wastewater treatment;seawater desalination;heavy metal removal;