一、引言

硝酸鹽污染廣泛存在于農業面源水、養殖廢水及食品加工廢水中，其毒性高且易遷移。傳統生物脫氮法受限于碳源依賴性強、反應速率慢等問題，而電化學還原耦合生物脫氮（Electrochemical Reduction + Bio-denitrification）通過先將NO??還原為NH??或N?，再由微生物進一步代謝，顯著提升了脫硝效率與系統穩定性。

二、技術原理與協同機制

該聯合工藝包括兩個核心過程：

電化學還原段：鈦基鍍硼金剛石（BDD）、不銹鋼、石墨烯修飾電極等將NO??還原為NH??或N?；

生物脫氮段：引入厭氧氨氧化菌或異養反硝化菌進一步代謝產物；

協同作用：降低毒性負荷，提升可生化性；

電子傳遞增強代謝活性：促進微生物附著與生物膜形成。

三、系統構型與發展現狀

目前主流構型包括：

平板式電化學池+活性污泥系統；

流動式三維電極反應器+MBR；

膜分隔雙室反應器+Anammox模塊；

模塊化裝置支持靈活擴容。

四、關鍵參數優化

影響系統性能的主要因素包括：

電流密度：控制在10–40 mA/cm2；

pH值：酸性至中性更利于還原反應；

溫度范圍：20–35°C；

水力停留時間（HRT）；

菌種投加量與馴化周期。

五、實際應用案例

某食品添加劑企業采用該聯合系統處理含硝酸鹽廢水（初始濃度約80 mg/L），經處理后NO??去除率達95%，出水達到《污水綜合排放標準》一級標準，系統運行穩定，無二次污染。

六、未來發展方向

開發高效耐高硝酸鹽菌株；

探索太陽能驅動電化學系統；

構建AI優化控制系統提升能效；

推動模塊化設備適應中小企業需求；

探索脫氮副產物（如N?）的碳交易價值。