[發(fā)明專利]一種氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器及其去除地下水中高氯酸鹽的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710114909.3
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106745726B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蔣敏敏;李海翔;韓亞梅;張歡;林華;張學(xué)洪;曾鴻鵠;莫凌云
• 申請（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F101/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器及其去除地下水中高氯酸鹽（ClO₄^?）的方法，屬于水凈化技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供的氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器包括筒體、回流系統(tǒng)、進出水管路系統(tǒng)及供氫系統(tǒng)；所述筒體中心設(shè)有中空纖維膜作為生物膜的附著載體，中空纖維膜的兩端固定在所述筒體兩端；所述中空纖維膜與供氫系統(tǒng)連接，氫氣從反應(yīng)器頂部進入到中空纖維膜，以無泡方式從膜的中空纖維膜內(nèi)層擴散到外層，排到筒體內(nèi)，再由出水口排出。本發(fā)明提供的氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器簡單、安全，能夠?qū)崿F(xiàn)對地下水中ClO₄^?的高效、快速的去除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器及其去除地下水中高氯酸鹽的方法。

背景技術(shù)

高氯酸鹽（ClO₄^-）是一種有毒的無機化合物，廣泛應(yīng)用于煙火制造、軍工生產(chǎn)以及爆破作業(yè)等領(lǐng)域，在生產(chǎn)使用過程中可通過多種途徑進入水體環(huán)境。由于具有高溶解性、非揮發(fā)性、高穩(wěn)定性和高流動性等特點，可通過水的流動迅速擴散至地下水、地表水或飲用水中。進入人體后不僅會影響身體的新陳代謝及免疫功能，甚至可能導(dǎo)致嬰兒發(fā)育不良和智力低下等問題。美國環(huán)保署已將ClO₄^-列入第一批環(huán)境污染物候選名單，并規(guī)定飲水中的含量不得高于15μg/L。目前，在世界各地的水體環(huán)境中均檢測出了ClO₄^-，而我國作為傳統(tǒng)的煙花生產(chǎn)及消費大國，其污染情況則更為嚴重。

目前，ClO₄^-的物化處理方法涉及膜過濾、光催化、離子交換、化學(xué)還原、電滲析等，但均易產(chǎn)生二次污染，設(shè)備運行維護費用高，耗資較大，在實際應(yīng)用中受到較大限制。生物還原法對ClO₄^-的去除效果較好，設(shè)備簡單，但原料制備復(fù)雜且利用率較低，易造成浪費，不適于實際水處理工程中的應(yīng)用。現(xiàn)有技術(shù)并沒有一種在工程上應(yīng)用效率高的地下水中ClO₄^-處理方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器及其去除地下水中高氯酸鹽中的方法。本發(fā)明提供的氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器能夠?qū)崿F(xiàn)對地下水中高氯酸鹽的高效去除。

本發(fā)明提供了一種氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器，包括筒體、回流系統(tǒng)、進出水管路系統(tǒng)及供氫系統(tǒng)；

所述回流系統(tǒng)與筒體的水流出入口連接，保證筒內(nèi)水流向為自下而上；

所述進出水管路系統(tǒng)中，進水口設(shè)在筒體底部，水在中空纖維膜的外部流動，由設(shè)在反應(yīng)器上端的出水口排出；

所述筒體中心設(shè)有中空纖維膜作為生物膜的附著載體，中空纖維膜的兩端固定在所述筒體兩端；

所述中空纖維膜的頂端與供氫系統(tǒng)的氫氣管路連接，氫氣從反應(yīng)器頂部進入到中空纖維膜，以無泡方式從膜的中空纖維膜內(nèi)層擴散到外層，排到筒體內(nèi)，再由出水口排出。

優(yōu)選的是，所述中空纖維素膜的材質(zhì)為聚氯乙烯。

優(yōu)選的是，所述中空纖維素膜的表面積與筒體體積的比為（0.18~0.23）：1m²/L。

優(yōu)選的是，所述中空纖維素膜規(guī)格為平均孔徑為0.02 μm，內(nèi)徑為1.0 mm，外徑為1.66 mm。

本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述氫基質(zhì)生物膜反應(yīng)器在去除地下水中高氯酸鹽中的應(yīng)用。

優(yōu)選的是，所述應(yīng)用包括以下步驟：

1）將馴化污泥與含有100~1000 μg/L的ClO₄^-的馴化用模擬水混合，排出空氣后通入氫氣，30℃震蕩培養(yǎng)；