硝酸盐和碳源对生物膜法去除水中高氯酸盐的影响及机理研究

摘要

本研究采用固定床生物活性炭法考察了进水中乙酸盐浓度和共存NO3-负荷对装置中C1O4-去除过程及生物膜上微生物组成的影响.进水ClO4-浓度和流速分别保持5mg/和3.6mL/min.结果表明,第一阶段,当进水中NO3-浓度为0,乙酸盐浓度不低于21.95mg C/L时,出水中高氯酸盐去除率能达到100％,DOC高于配水中浓度(0.3mg C/L);第二阶段,当进水中NO3-浓度逐渐增加至5mg/L,乙酸盐投加量固定为29.7mg C/L,高氯酸盐还原过程受到轻微促进作用,并且出水中高氯酸盐和硝酸盐均实现全部去除;第三阶段,当进水中NO3-浓度继续增加至10、20和60mg/L,高氯酸盐还原过程受到不同程度的抑制作用,出水中NO3-去除率为100％,C1O4-去除率分别为100％,80.94％和76.18％,DOC低于0.3mg C/L;第四阶段,当乙酸盐投加量增加为43.9mg C/L,虽然高氯酸盐的还原过程仍然存在不同程度的延迟,出水中ClO4-和NO3-去除率均达到100％.另外,第一阶段柱子下部和上部以及第四阶段柱子下部,中部和上部活性炭上的微生物组成中,β-Proteobacteria的比例分别为60％,55％,58％,61％和12％.实验结果反映了硝酸盐与高氯酸盐的进水负荷比以及乙酸盐投加量是影响生物活性炭柱中高氯酸盐还原过程和生物膜结构的关键因素.