[发明专利]一种氢基质生物膜反应器及其去除地下水中高氯酸盐的方法

说明书

本发明涉及一种氢基质生物膜反应器及其去除地下水中高氯酸盐（ClO₄^‑）的方法，属于水净化技术领域。本发明提供的氢基质生物膜反应器包括筒体、回流系统、进出水管路系统及供氢系统；所述筒体中心设有中空纤维膜作为生物膜的附着载体，中空纤维膜的两端固定在所述筒体两端；所述中空纤维膜与供氢系统连接，氢气从反应器顶部进入到中空纤维膜，以无泡方式从膜的中空纤维膜内层扩散到外层，排到筒体内，再由出水口排出。本发明提供的氢基质生物膜反应器简单、安全，能够实现对地下水中ClO₄^‑的高效、快速的去除。

技术领域

本发明涉及水净化技术领域，具体涉及一种氢基质生物膜反应器及其去除地下水中高氯酸盐的方法。

背景技术

高氯酸盐（ClO₄^-）是一种有毒的无机化合物，广泛应用于烟火制造、军工生产以及爆破作业等领域，在生产使用过程中可通过多种途径进入水体环境。由于具有高溶解性、非挥发性、高稳定性和高流动性等特点，可通过水的流动迅速扩散至地下水、地表水或饮用水中。进入人体后不仅会影响身体的新陈代谢及免疫功能，甚至可能导致婴儿发育不良和智力低下等问题。美国环保署已将ClO₄^-列入第一批环境污染物候选名单，并规定饮水中的含量不得高于15μg/L。目前，在世界各地的水体环境中均检测出了ClO₄^-，而我国作为传统的烟花生产及消费大国，其污染情况则更为严重。

目前，ClO₄^-的物化处理方法涉及膜过滤、光催化、离子交换、化学还原、电渗析等，但均易产生二次污染，设备运行维护费用高，耗资较大，在实际应用中受到较大限制。生物还原法对ClO₄^-的去除效果较好，设备简单，但原料制备复杂且利用率较低，易造成浪费，不适于实际水处理工程中的应用。现有技术并没有一种在工程上应用效率高的地下水中ClO₄^-处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氢基质生物膜反应器及其去除地下水中高氯酸盐中的方法。本发明提供的氢基质生物膜反应器能够实现对地下水中高氯酸盐的高效去除。

本发明提供了一种氢基质生物膜反应器，包括筒体、回流系统、进出水管路系统及供氢系统；

所述回流系统与筒体的水流出入口连接，保证筒内水流向为自下而上；

所述进出水管路系统中，进水口设在筒体底部，水在中空纤维膜的外部流动，由设在反应器上端的出水口排出；

所述筒体中心设有中空纤维膜作为生物膜的附着载体，中空纤维膜的两端固定在所述筒体两端；

所述中空纤维膜的顶端与供氢系统的氢气管路连接，氢气从反应器顶部进入到中空纤维膜，以无泡方式从膜的中空纤维膜内层扩散到外层，排到筒体内，再由出水口排出。

优选的是，所述中空纤维素膜的材质为聚氯乙烯。

优选的是，所述中空纤维素膜的表面积与筒体体积的比为（0.18~0.23）：1m²/L。

优选的是，所述中空纤维素膜规格为平均孔径为0.02 μm，内径为1.0 mm，外径为1.66 mm。

本发明还提供了上述技术方案所述氢基质生物膜反应器在去除地下水中高氯酸盐中的应用。

优选的是，所述应用包括以下步骤：

1）将驯化污泥与含有100~1000 μg/L的ClO₄^-的驯化用模拟水混合，排出空气后通入氢气，30℃震荡培养；