一、硝酸盐的危害
目前，许多国家的地下水都受到不同程度的硝酸盐污染。在欧洲的一些地区，30年前硝酸盐的污染就已达到比较严重的水平，而且还在继续增长。我国一些地区的地下水中的硝酸盐含量逐年增加，个别地区用作饮用水的地下水中硝酸盐氮浓度已达到30mg/l。世界卫生组织规定饮用水中硝酸盐氮不超过10mg/l。。我国《生活饮用水水质卫生规范》规定：硝酸盐（以n计）标准是20mg/l。
硝酸盐污染主要是由生产中大量使用化肥所致。未被植物吸收或挥发的肥料中的氮以硝酸盐的形式挥发或由地表径流淋滤到，这不但降低植物对氮的利用率，而且还会增加地下水中硝酸盐的浓度，使其高于饮用水中可接受的水平。植物的固氮作用、家庭污水、工业废物及地下水回灌也会造成地下水硝酸盐浓度升高。
人离不开硝酸盐，否则，香肠会变暗，茄子酱会发霉，奶酪会失去特有的香味和颜色。但过量的硝酸盐对人体非常不利。硝酸盐会破坏细胞和组织的呼吸，从而导致血液中乳酸、胆固醇和白血球增加，蛋白质就会大量减少，血液成分的变化会引起多种疾病，从肌肉痉挛到卒中。
另外，硝酸盐被摄入人体后，在肠胃中被还原为亚硝酸盐，可引起人体高铁血蛋白症，并诱发癌症。一些研究还发现硝酸盐可引起动物的心脏等方面的问题。由于饮用含高含量硝酸盐的地下水会给人类健康造成危害。因此，硝酸盐的去除问题已成为人们关注的焦点。
二、电极－生物膜法研究发展概况
目前脱除中的硝酸盐的方法主要有膜分离法，离子交换法以及生物反硝化法。
膜分离法对硝酸盐无选择性，几乎能去除所有的无机离子，从人类健康、成本费等方面考虑，膜法的实用性较差。
离子交换法是利用阴离子交换树脂中的氯离子与硝酸根离子进行阴离子交换而完成的。这样造成水中氯离子的增加。另外，再生过程中，产生高浓度硫酸盐和硝酸盐废液，会造成二次污染。
生物反硝化法利用反硝化细菌，在缺氧条件下，将硝酸盐还原为氮气。外加碳源的异养反硝化法需向水中投加甲醇等有机物，需进行复杂的后处理除去过量的有机物。用硫作为电子供体的自养反硝化法会造成出水中硫酸盐含量高。另外，外加的氢源安全性低，利用率低且成本高。而电极生物膜法在处理低浓度硝酸盐氮污染的地下水和饮用水等方面具有良好的效果。它具有处理费用低、去除率高、效果稳定、易控制等优点。
电极生物膜法是是近年来才发展起来的一项新型技术。在国外，1988年，u.fuch等将生物处理方法与电化学方法结合起来，应用于反硝化除氮。1992年，r.b.mellor等[6]在nature杂志上报道了利用电极－生物膜法进行反硝化的实验研究。他们将no3-、no2-、还原酶与某些染料基质相结合，涂布在阴极表面，制成生物膜电极。并提出“电流提供反硝化还原力”、“电极生物反应器”等概念。1993年，y.sakakibara等将脱氮细菌固定在阴极表面，对地面水和饮用水中低浓度硝酸盐进行处理，取得了很好的效果。因此，电极生物反硝化法可应用于处理各种废水。结果发现：na ,so42-,cl-离子浓度几乎没有变化，脱氮率随电流的不同从0到100%变化，ca ，mg 因形成沉淀而沉积在电极上，这会阻碍反硝化作用的进行，但改变电极的极性，ca ，mg 会重新释放到水中。2001年，t.watanabe等也进行了电极生物膜法的试验研究，结果发现：水中ph值维持中性，水中硝酸盐和铜离子得到去除。
在国内，对电极－生物膜法工艺的研究起步较晚。1999年，彭永臻[等提出了电极－生物膜法工艺的过程控制方法和在线模糊控制系统，并系统地介绍了电极—生物膜脱氮法模糊控制器的设计及其计算机算法。同年，邱凌峰采用电极－生物膜法和单纯生物膜法分别对微污染源水进行脱氮预处理。结果表明：在相同条件下，前者相对于后者而言，有更高的反硝化效率，并能很好控制水中亚硝酸盐的生成。2001年，范彬等研究了以无烟煤和以颗粒活性炭为介质的复三维电极－生物膜反应器脱除饮用水中硝酸盐的工艺。实验表明：两种介质的反应器在不加任何有机基质时都能有效地脱除水中的硝酸盐。
电极生物膜法是一种新颖的水处理技术，它具有处理费用低、去除率高、效果稳定、易控制等优点，随着对该工艺的深入研究，相信该工艺必将得到广泛的应用和用于生产实践。
文章相关链接：水处理配件商城：