利用緩釋電子供體聚合物去除飲用水源水中高氯酸鹽的應用研究.pdf

1、高氯酸鹽抑制甲狀腺對碘的吸收導致甲狀腺激素分泌不足，是一種持久性內分泌干擾污染物質，目前在地下水和地表水甚至飲用水中均被檢測到，已經引起國內外研究者的高度重視。在高氯酸鹽水處理工藝中，生物法降解高氯酸鹽效果好、成本低，且在厭氧條件下高氯酸鹽降解菌能將其分解為無毒無害的氯離子。此外，微生物降解高氯酸鹽需要接受環(huán)境中某些無機或有機電子供體的電子還原高氯酸根，但受高氯酸鹽污染的地下水環(huán)境中，電子供體都是極其不足的，需要向反應系統(tǒng)中投加電子供體

2、。目前，尋找同時作為微生物載體和電子供體且廉價、活性高的緩釋材料是生物降解高氯酸鹽工藝安全、高效的關鍵。
　　 本文對從濟南市某生活污水處理廠曝氣池取得的活性污泥進行馴化，并考察以可生物降解材料(BDPs)作為生物膜載體和電子供體進行飲用水源水中高氯酸鹽去除的可行性。本論文包括以下主要研究內容和結論:
　　 1、分別制備、優(yōu)化聚乙烯醇(PVA)、聚己內酯(PCL)和PBS3種可生物降解材料，并考察其高氯酸鹽生物降解性能，

3、最終篩選出以PBS作為本實驗的緩釋電子供體及微生物掛膜載體進行進一步的高氯酸鹽生物降解工藝研究。
　　 2、對于PBS生物膜載體系統(tǒng)，溫度對高氯酸鹽的降解速率有一定影響，在30℃時效果最佳，高氯酸鹽降解速率為0.2857 mg/L·h; PBS生物膜能夠承受一定的進水pH，在中性或弱堿性環(huán)境下高氯酸鹽去除效果較好;DO為1.4 mg/L時高氯酸鹽的平均降解速率是飽和溶解氧環(huán)境條件時的1.57倍;PBS生物膜能夠耐受一定的水力剪切

4、力負荷;在一定范圍內，PBS的投加量增加會提高高氯酸鹽降解速率，60g PBS反應系統(tǒng)中2 mg/L的高氯酸鹽在5h內能被完全去除。
　　 3、PBS生物膜反應系統(tǒng)中，溫度與高氯酸鹽降解速率常數(shù)的關系可用Arrhenius方程的變形式表示，符合lnk=0.654-6.81/T;高氯酸鹽的去除速率與PBS的投加量呈線性關系;在一定范圍內，隨進水高氯酸鹽濃度的提高，降解速率常數(shù)逐漸減小，符合一級不可逆反應動力學。
　　 4、

5、生物膜發(fā)育成熟后，SEM觀察PBS表面生物膜以及生物膜發(fā)育前后PBS表面形貌。結果發(fā)現(xiàn)生物膜發(fā)育后PBS表面出現(xiàn)大量空隙，這利于增大高氯酸鹽降解菌附著面積，提高高氯酸鹽降解效率。高氯酸鹽降解菌易在PBS表面附著生長，并發(fā)育出結構致密生長良好的生物膜，能夠穩(wěn)定去除高氯酸鹽。
　　 5、靜態(tài)實驗表明，PBS只有在微生物的代謝作用下才會分解，釋放出小分子有機物，給高氯酸鹽降解菌提供自身生長所需的碳源。PBS表面生物膜發(fā)育成熟后，溶液中

6、懸浮菌的數(shù)量很少，進水中的高氯酸鹽主要由生物膜去除。
　　 6、填充床內PBS表面的生物膜相對疏松，易受到進水沖擊負荷的影響。在一定的進水流量情況下，填充床可以有效的去除高氯酸鹽。填充床運行過程中，HRT從4h逐漸提高到2h，1h，2 mg/L的高氯酸鹽均能夠被降解到檢測限以下，當進一步提高到0.5 h，運行一段時間對高氯酸鹽的去除效果依然不太理想。
　　 7、填充床內PBS生物顆粒對高氯酸鹽的平均降解速率為0.1901