优化农村水体修复：新型TBEC-IMO复合技术靶向去除黑臭物质

《Biophysical Reports》：Optimizing rural aquatic remediation: A novel TBEC-IMO composite approach for targeted removal of blackening and odor agents

本文推荐一种协同塔式双极电凝-固定化微生物（TBEC-IMO）系统，用于高效修复农村黑臭水体（BOWs）。该系统整合电化学氧化、絮凝浮选与微生物降解，在优化条件下对硫化物、有色可溶性有机物（CDOM）及挥发性有机硫化物（VOSCs）去除率均超95%，能耗低至1.2 kWh/m3，污泥产量仅0.35 g/L，为BOWs治理提供高效低碳解决方案。

　　

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改变牺牲电极数量对黑臭污染物去除效果的影响

对H₂S和VOSCs的去除性能在不同牺牲电极配置下进行了关键评估。定量分析表明，采用单个牺牲电极的系统在8小时处理期内，可将H₂S浓度从0.55 mM显著降低至0.13 mM，对应去除效率为76.36%。该性能显著超过了孤立阴极室（68.18%）和阳极室（70.91%）观察到的效率，突显了协同作用的优势。

结论

本研究优化了新型TBEC-IMO技术，用于高效修复农村黑臭水体（BOWs）。确定了最佳操作条件如下：使用双牺牲电极通过提高Al³⁺混凝剂生成速率（1.92 mM/h）和改善电流分布，显著增强了H₂S（81.82%）和VOSCs（75.37%）的去除。在10 mA/cm²和pH 6条件下的电凝（EC）实现了硫化物（84.78%）和CDOM（70%）的峰值去除效率，这主要归因于电化学氧化和Al(OH)₃絮体的吸附/共沉淀作用。微生物群落分析揭示了降解功能菌属（如Thauera和Dechloromonas）的富集，促进了有机物的分解。最终，集成TBEC-IMO系统表现出卓越的性能，对硫化物、CDOM和总VOSCs的去除率分别高达97%、98.03%和95.2%，同时能耗低（1.2 kWh/m³），污泥产量少（0.35 g/L）。表征分析证实了具有高比表面积的多孔Al(OH)₃主导絮体的形成，以及硫主要被氧化为S⁶⁺形态。该TBEC-IMO技术为农村黑臭水体的高效、环境友好型修复提供了一条有前景的途径。