MBfR去除對氯硝基苯的影響因素研究

楊文婷，李海翔

（1.廣西建設職業(yè)技術(shù)學院，廣西 南寧 530001；2.桂林理工大學，廣西 桂林 541004)

1 氫基質(zhì)自養(yǎng)生物去除對氯硝基苯

對氯硝基苯（p-NCB）是化工生產(chǎn)過程中化學合成的一種中間產(chǎn)物，是硝基氯苯中毒性最大的化合物，具有三致效應和遺傳毒性，對人體有潛在致癌作用。對氯硝基苯的化學性質(zhì)穩(wěn)定，極易在生物、水體沉積物或土壤有機質(zhì)中富集，難降解易揮發(fā)，排放到環(huán)境中具有極大的毒害作用，被列為優(yōu)先控制的有機污染物[1]。

有研究指出，通過硝基還原和還原脫氯，生成易生物降解和低毒性的苯胺類，是氯代硝基苯生物轉(zhuǎn)化或礦化的重要途徑[2]。在好氧條件下，p-NCB苯環(huán)上的硝基和氯原子具有吸電子特性，很難被降解，因此，p-NCB的生物轉(zhuǎn)化要采用厭氧還原的方式。p-NCB氫基質(zhì)自養(yǎng)生物處理的主要降解過程見圖1。從圖1可以看出，氫氣作為電子供體，潔凈無殘留，無二次污染，氧化還原電位低。p-NCB為電子受體，氫自養(yǎng)還原菌利用H2，將對氯硝基苯還原脫氯，先使p-NCB還原成對氯苯胺（p-CAN），再通過對位還原脫氯，p-CAN進一步將苯環(huán)上的氯原子取代，生成低毒和易生化降解的苯胺（AN）[3]。因此，氫基質(zhì)自養(yǎng)生物對p-NCB的還原轉(zhuǎn)化，不僅能降低毒性，還能提高p-NCB的可生化降解性。

圖1 p-NCB的生物轉(zhuǎn)化過程

2 氫基質(zhì)生物膜反應器

早期的氫基質(zhì)自養(yǎng)生物還原技術(shù)使用氫氣進行曝氣，造成氫氣的利用效率低，且溢出水面的氫氣易發(fā)生爆炸[4-5]。氫基質(zhì)生物膜反應器（MBfR）將微孔膜和氫氣自養(yǎng)工藝有機結(jié)合。H2在中空纖維膜的膜內(nèi)外無泡曝氣，以濃度差為傳質(zhì)動力，降低了曝氣能耗，大大提高了H2的利用效率，還有效防止了H2爆炸的發(fā)生[6]。……