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水中高氯酸盐去除的新工艺研究

何平

  近年来,高氯酸盐在大量地下水和地表水中均被检测到,已经引起全世界范围内人们的高度重视。由于高氯酸盐摄入人体后会导致甲状腺激素的分泌不足,进而抑制人体正常的新陈代谢和生长发育,美国已经将其列为饮用水标准的后补污染物名单之中。生物法降解高氯酸盐是效果好、费用低、对环境影响较小的一种方法,目前已成功地运用于处理含高浓度高氯酸盐的原水。利用厌氧微生物,在缺氧条件下将高氯酸盐最终降解为无毒无害的氯化物,其降解反应途径为ClO_4~-→ClO_3~-→ClO_2~-→Cl~-+O_2,其中从ClO_4~-到ClO_3~-这一步是最慢的一步即限速步骤。在自然界中能降解高氯酸盐的微生物几乎到处存在,但只有经过富集,才能运用于生产实践中。 本实验主要利用经过驯化处理的混合微生物考察了生物法去除高氯酸盐的效果,通过摇床实验分析降解反应的主要影响因素,初步确定反应所需的最佳反应条件;同时进行了生物反应器连续处理高氯酸盐污染模拟废水的试验,并利用ZVI技术对高氯酸盐处理进行了探索性研究。实验结果表明: 1、微生物经过目标污染物培养驯化后,降解高氯酸盐的能力得到大大提高,降解50mg/L的ClO_4~-从最初的12d左右缩短到驯化后的24h之内。 2、微生物能较好地适应以醋酸钠为碳源的基质,而葡萄糖和Vc不适合作为碳源或电子供体。当醋酸根浓度为1.2mg/L、活性污泥量1.0g、培养液比例20%、初始pH值在8左右时,高氯酸盐厌氧生物降解速度较快,24h基本上可以将50mg/L的高氯酸根降解至检测限以下。 3、硝酸盐和溶解氧对高氯酸盐生物降解均有较大影响,两者在与高氯酸盐的竞争中优先获得电子,从而减缓高氯酸盐生物降解反应;同时,溶解氧还会抑制高氯酸盐还原酶和亚氯酸盐岐化酶的活性,从而影响高氯酸盐的去除。 4、Fe(0)基本上无法单独降解高氯酸盐,对生物法降解高氯酸盐也无明显的促进作用;由于pH呈弱酸性,Fe(Ⅱ)对高氯酸盐生物降解有抑制作用。 5、通过对产物Cl~-的测量,证明从ClO_4~-到Cl~-是以化学计量比1:1来进行的,中间产物并不在溶液中积累。 6、生物反应器同样可以有效地去除水中的高氯酸盐,经过一段时间的连续反应,……   
[关键词]:高氯酸盐;微生物;零价铁;生物反应器
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:浙江大学2006年