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为解决养殖废水处理难题，研究人员开展了利用沼渣生物炭（BRB）的电化学氧化处理养殖废水研究。结果表明，该方法能有效去除总氮和化学需氧量（COD），提升废水可生化性，为养殖废水处理提供新途径。
随着畜牧业的蓬勃发展，大量养殖废水和粪便随之产生。这些废水可不简单，总氮含量高，里面还藏着许多难以降解的有机化合物，颜色还很深。传统的生物处理方法面对这样的废水，就像小马拉大车，很难稳定有效地处理好。要是这些废水未经妥善处理就排放，里面丰富的有机物质和氮元素，会像 “营养炸弹” 一样，引发水体富营养化；污染物还会悄悄潜入农田土壤和水系，给环境和公众健康带来不小的威胁。而且，养殖废水排放时那深深的颜色，也让环境问题雪上加霜。与此同时，传统处理方法因为占地多、维护成本高，很难大规模推广使用。所以，寻找新的、更有效的养殖废水处理方法迫在眉睫。
在这样的背景下，国内的研究人员开展了一项利用沼渣生物炭（BRB）电极的新型电化学系统处理养殖废水的研究。他们的研究成果发表在《Biomass and Bioenergy》上。这项研究意义重大，为养殖废水处理提供了新的绿色、低碳、高效的方案，有望推动畜牧业可持续发展。
研究人员为开展此项研究，用到了多种关键技术方法。首先，他们采集了来自云浮市某鸭场厌氧处理后的养殖废水样本，并进行过滤、稀释处理。实验过程中，采用 X 射线光电子能谱（XPS）和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）来探究 BRB 在处理过程中的氧化机制。鉴于养殖废水复杂的有机成分，还利用气相色谱 - 质谱联用仪（GC-MS）和三维荧光光谱（3D-EEM）分析处理前后废水中有机物的变化情况。
下面来看看具体的研究结果：
- 电流强度的影响：研究人员测试了不同电流密度下对总氮和 COD 去除率的影响。实验发现，随着电流密度增加和电解时间延长，阳极室总氮去除率显著上升。电解 6 小时后，100、200、300 和 400mA/cm2 电流密度下，阳极室总氮去除率分别达到 64.0%、81.4%、84.2% 和 86.6% 。这表明适当提高电流强度，有助于提升总氮的去除效果。
- BRB 中有机物电化学氧化降解机制：利用基于生物炭的电极（BRB）对有机物进行电化学氧化是一个复杂过程。它涉及直接电子转移、活性氯介导的氧化以及表面催化转化，同时还受 pH 值变化、电活性物质生成和电极表面修饰等因素影响，这些因素共同决定了有机污染物的降解途径。
- 处理效果评估：在最优操作条件下（电流密度 200mA/cm2 ，NaCl 浓度 600mg/L），经过 12 小时处理，该系统对总氮和 COD 的去除率分别达到 82.9% 和 79.5%。处理前废水呈黄棕色，处理后得到了明显改善。而且，处理后的废水可生化性显著提高。通过 3D-EEM 和 GC-MS 分析可知，该方法有效去除了酰胺化合物，还将难降解的腐殖质类大分子有机物降解为更小、更易生物降解的化合物。
研究结论显示，利用沼渣生物炭（BRB）电极的电化学系统能高效去除养殖废水中的难降解有机化合物。这一成果不仅为养殖废水处理提供了新的有效技术手段，而且实现了畜禽废弃物的资源化再利用，降低了处理成本。从长远来看，有助于推动畜牧业向绿色、可持续方向发展，对解决养殖废水带来的环境问题具有重要的现实意义。同时，该研究也为后续相关研究提供了理论基础和实践经验，期待未来能在此基础上进一步优化技术，提高处理效率，让养殖废水处理变得更加轻松、高效。
