万东锦,牛振华,刘永德,肖书虎 (.河南工业大学化学化工与环境学院,河南 郑州 45000；.环境基准与风险评估国家重点实验室,中国环境科学研究院,北京 000)

高氯酸盐是一种常见的水体污染物[1].其主要作为强氧化剂及添加剂广泛应用于烟花爆竹、润滑油提炼等生产领域,进入自然环境后可长期稳定存在,当前各地饮用水中频繁检出高氯酸盐.生物法还原去除水中高氯酸盐是指在缺氧或厌氧的条件下,微生物利用电子供体将其还原为氯离子的方法.与其他物理化学法相比,生物法具有高效率、低成本,同时实现了高氯酸根形态的无害转化等优点[2-4].

自养还原高氯酸盐通常以氢气、硫、零价铁等无机物为电子供体[5-6].其中,氢是理想的电子供体,反应过程清洁,微生物增殖缓慢,无有害副产物产生,不存在二次污染.但氢气存在着易燃易爆,不易运输,溶解度低等问题.

膜电解反应器实现了氢气的灵活供给及高效利用,逐渐受到研究者的重视,使用阳离子交换膜将直流电解槽分割成阴极及阳极区域,在阴极区域接种培养的高氯酸盐还原菌利用阴极产生的氢气将高氯酸盐还原[7-10].研究表明,该反应器在序批式实验模式下,施加电流为 20～60mA 时,反应器的去除率达到95.03%～98.99%[11].在连续运行条件下,施加电流分别为10mg/L和300mA,水力停留时间(HRT)从12h降低至 4h,出水 ClO4-浓度呈增大趋势,但去除率仍保持在99%以上[10].

需要指出的是,传统膜电解过程中,阴极室溶液pH值呈上升趋势,随着施加……