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生物电化学脱氮系统:基础知识、现状、趋势和挑战
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2023-08-09 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.139776 Kamonwan Khanthong 1 , Heewon Jang 1 , Rahul Kadam 1 , Sangyeol Jo 1 , Jonghwa Lee 1 , Jungyu Park 1
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更新日期:2023-08-12
Chemosphere ( IF 8.1 ) Pub Date : 2023-08-09 , DOI: 10.1016/j.chemosphere.2023.139776 Kamonwan Khanthong 1 , Heewon Jang 1 , Rahul Kadam 1 , Sangyeol Jo 1 , Jonghwa Lee 1 , Jungyu Park 1
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生物脱氮(BNR)对于含氮废水的处理至关重要。然而,需要曝气和添加外部碳源,导致温室气体排放和额外成本,是传统BNR工艺的缺点。已经设计出替代技术来克服这些缺点。生物电化学脱氮(BENR)已被提出用于高效脱氮,展示了灵活性和多功能性。BENR 可以通过结合硝化、反硝化、厌氧氨氧化 (ANAMMOX) 或有机碳氧化来进行。生物电化学-厌氧氨氧化(BE-ANAMMOX)是最有前途的脱氮方法,因为当电极作为电子受体时,它可以直接将NH 4 +一步转化为N 2和H 2 。利用这一概念,可以通过高效脱氮来回收高附加值氢气,从而最大限度地发挥 BENR 的优势。使用替代电子受体(例如电极和金属离子)来完全去除总氮是一种很有前途的技术,可以替代通过曝气从 NH 4 +氧化产生的 NO 2 - 。然而,NO 3 -还原所需的电子供体、NH 4 +去除效率低以及产电细菌的竞争力低仍然是主要障碍。BENR的未来方向应该是在没有任何电子受体的情况下实现完全厌氧NH 4 +氧化,并最大限度地提高H 2生产的选择性。因此,应进一步研究高效脱氮和高附加值化学品生产之间的生物电化学途径和平衡,以实现碳和能源中和。
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