近年来，微电极技术的发展使人们能实现对生物膜微观层面的原位研究。微电极即微型化的传感器，电极尖端直径可以达到微米级别。国内外学者对此展开了很多研究，包括微观浓度场的分布特性、微观特征参数的解析等。


本文利用微电极技术对排水管道内不同流态下培养的生物膜进行测试，获得生物膜内部氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮以及溶解氧的分布规律，进而分析生物膜内部氮元素的迁移转化机理，旨在探索水流流态对管道生物膜脱氮过程的影响。


在壁面剪切力为1.0，1.5，2.0Pa条件下培养排水管道生物膜，利用微电极测试技术对生物膜进行生长过程及成熟生物膜内部DO、、、分布规律进行研究。

人工配水成分


结果表明：生物膜培养45d达到成熟，1.0，1.5，2.0Pa 3种水力条件下对应的生物膜厚度分别为（2.3±0.1），（1.9±0.1），（1.6±0.1）mm，生物膜厚度随着剪切力的增大而逐渐减小。

1.0，1.5Pa水力条件下生物膜内存在好氧、缺氧环境，有利于硝化和反硝化反应的发生，即有利于脱氮过程的发生.而2.0Pa剪切力条件下整个生物膜内均为好氧条件，并没有反生反硝化反应，不利于脱氮过程的进行。


管壁剪切力是生物膜内微环境特征最主要的影响因素，直接决定了生物膜内DO分布，进而影响N元素的分布。而管壁剪切力主要由流速决定，在实际管道设计过程中，可以考虑通过控制流速达到最优剪切力条件，创造有利于脱氮的环境。