[发明专利]一种连续流厌氧生物反应器处理无机水体中高氯酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续流厌氧生物反应器处理无机水体中高氯酸盐的方法，属于水处理技术领域。

背景技术

在军事、工业、化工、天然化肥矿质及空气中气溶胶等各个方面均存在着高氯酸盐的身影，导致高氯酸盐广泛分布于自然环境，其在环境中的迁移特别是饮用水源环境的感染，对人体和生物造成一定的危害。高氯酸盐在摄入人体后会竞争性抑制和妨碍甲状腺对碘离子的吸收，影响甲状腺的生理功能，破坏甲状腺激素的合成，进而导致人体新陈代谢的紊乱，阻碍人体正常的生长和发育。高氯酸盐导致的甲状腺生理功能紊乱对胚胎和婴儿大脑发育影响较大，特别是对儿童的生长发育产生不良影响，易造成智商偏低、发育迟缓、多动症、注意力分散甚至智障等症状。因此，研究去除水体中高氯酸盐的方法已经刻不容缓。

高氯酸盐是一种持久性污染物质。它具有非挥发性、水溶性高、化学性质稳定，在土壤中很难被吸附，在地下水和地表水系中流动性很强，易持续迁移扩散，从而大范围对水体造成污染，这使得高氯酸盐污染具有广泛性和持久性，且处理难度大。

生物法可有效地降解高氯酸盐为氯离子，是一种将高氯酸盐转化为无害物质的有效方法，无论从技术上还是经济上来说生物法都是可行的，特别适用于大规模的水处理和污染环境的修复，因而成为近年来高氯酸盐去除技术研究的热点。

近年来，以有机物为电子供体的异养还原高氯酸盐在国际上得到较广泛的研究。主要研究的有机物电子供体包括有乙醇、植物油、糖蜜和各种脂肪酸等。自然界存在着高氯酸盐还原菌，该类微生物在地球上广泛存在，大部分可以利用各种有机物作电子供体进行还原降解高氯酸盐。目前异养还原高氯酸盐菌的研究主要以醋酸盐和乙醇为电子供体提供电子和有机碳源，在适当的温度、pH值条件下对水体高氯酸盐的去除能获得较好的效果。但该类处理方法的不足之处在于：有机碳源的添加导致成本增高、有后续有机污染等问题，特别是针对饮用水和地下水而言，后续的有机污染会导致给水消毒处理的副产物的增加。

为了克服有机污染的缺陷，自养还原高氯酸盐的生物处理技术开始受到关注，成为高氯酸盐生物处理技术研究的热点。利用自养微生物来处理高氯酸盐废水是一种很有前景的方法。它可以克服因利用异养微生物法所带来的二次污染、非目标微生物大量繁殖所带来的资源浪费等缺陷。目前以氢、铁为电子供体的自养还原高氯酸盐技术已有一定的研究。虽然氢自养菌还原降解高氯酸盐可克服有机污染的问题，但氢气在水中的溶解度低导致微生物对其的利用率低，氢气的易爆性使其难以储存控制，这些缺陷影响了该技术的大规模应用。因此，通过铁的腐蚀提供氢作为电子供体源的一种改进的自养还原技术开始受到关注。但在铁协同作用下的自养还原反应比较缓慢，处理高氯酸盐的所需停留时间太长。铁在腐蚀过程中会产生钝化，防止铁的腐蚀，从而阻碍电子供体氢的释放，影响自养还原高氯酸盐的去除效果。

本发明采用填充式生物反应器对高氯酸盐人工配水进行连续处理。生物反应器的改造，使其可以控制在一定的温度范围内进行。填料方式的改造，采用沸石+硫颗粒的组合方式进行填充，硫在水中性质稳定，反应缓慢，有较大的表面积，能充分接触废水中高氯酸盐污染物，可克服氢气的易爆性和铁协同作用的缓慢性，且不会带来有机物的二次污染，因而在本发明中被选定为连续处理水体中高氯酸盐的电子供体。由于沸石的存在，可取得一定的吸附作用，有利于微生物膜的形成，也有利于稳定反应器中的pH，并且不增加水中的硬度。

发明内容

本发明的目的在于针对国内外生物法处理高氯酸盐的研究的一些缺点进行改进，提供一种连续流厌氧生物反应器处理无机水体中高氯酸盐的方法。 

为达到上述发明目的，本发明采取了如下技术方案：

一种连续流厌氧生物反应器处理无机水体中高氯酸盐的方法，利用填料式反应器，在装填有硫粒和沸石为载体的情况下，接种硫驯化好的污泥，保持厌氧环境，形成生物膜，通过反应器中填料以及生物膜的共同作用，在无机条件下连续流生物处理水体中的高氯酸盐，使高氯酸盐还原为无毒的氯离子。

一种连续流厌氧生物反应器处理无机水体中高氯酸盐的方法，具体步骤如下：

（1）将沸石填料层与硫颗粒填料层交替放置于反应器的填料柱中，使填料柱中充满沸石填料层与硫颗粒填料层；

（2）将用硫颗粒驯化好的污泥静置2~3h，取污泥装填入反应器填料上，运行反应器；所述污泥量占反应器有效容积的1/7~1/5；

（3）将含有高氯酸盐和无机盐营养要素的配水泵入到反应器中，直至配水充满反应器为止；