生物法还原高浓度高氯酸盐动力学及反应条件的优化

吴敏，王帅锋，高乃云，朱延平，李硕，朱思瑞



生物法还原高浓度高氯酸盐动力学及反应条件的优化

吴敏，王帅锋，高乃云，朱延平，李硕，朱思瑞

(同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海，200092)

在高质量浓度高氯酸盐ClO4−(1 500 mg/L) 的条件下，驯化得到能够处理高质量浓度ClO4−废水的异养厌氧高氯酸盐还原菌群。通过摇床实验，用控制变量法探究初始ClO4−质量浓度(0~1 500 mg/L)、乙酸钠质量浓度(0~11.83 g/L)、pH(5.55~9.00)、温度(15~40℃)、共存离子SO42−质量浓度(0~26.0 g/L)和NO3−质量浓度(0~3.9 g/L) 对高质量浓度ClO4−生物还原性能的影响，确定最佳的反应条件。结果表明：最大比去除速率max和半饱和常数s分别为0.89 (mg·mg)/h和141.6 mg/L，驯化的高氯酸盐还原菌群具有处理高质量浓度ClO4−的潜力；在初始ClO4−质量浓度为1 300 mg/L时，乙酸钠的最佳投加量、最适pH和最适温度分别为6.5 g/L，35℃和6.85，常见共存离子SO42−和NO3−都会不同程度的抑制ClO4−的还原，且NO3−对ClO4−还原的抑制作用远高于SO42−。驯化污泥中，sp. 是ClO4−还原微生物的优势种属，占总菌的69.32%。

高氯酸盐；高质量浓度；高氯酸盐还原菌；动力学；优化

高氯酸盐(ClO4−)是环境中的主要无机污染物之一，广泛存在于地表水、地下水和土壤中，其高度的化学稳定性和良好的迁移性[1−3]，使其成为环境污染治理的一大挑战。环境中的高氯酸盐主要来源于农业、工业和军事，在这些领域中，高氯酸盐主要作为化肥的原料，皮革加工、橡胶制造、涂料和润滑油生产等的添加剂以及火箭、导弹、焰火等的固体氧化剂[4]。饮用水中的高氯酸盐主要通过干扰甲状腺对碘的利用，使甲状腺激素的合成受到抑制，从而威胁人体健康[5]。……