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在水环境中高氯酸盐和硝酸盐经常同时存在。高氯酸盐是一种具有高度扩散性的持久性有毒污染物，广泛应用于军工和烟火生产等领域。高氯酸盐进入人体后会抑制甲状腺激素的产生，从而影响对碘的吸收。硝酸盐主要来源于生活污水、工业废水的大量排放以及农业生产中含氮化肥的过量使用。硝酸盐自身的毒性不大，但一旦进入人体就会被还原为亚硝酸盐，从而使其毒性增加。常规处理方法难以有效去除水中的高氯酸盐和硝酸盐，目前自养生物处理法是研究的热点。本研究将硫自养工艺与电化学氢自养工艺相结合，以S0、H2为电子供体自养还原ClO4-和NO3--N，解决硫段产生的pH偏低和SO42-超标的问题。以硝酸盐和高氯酸盐分别作为电子受体，研究硫自养反硝化菌和氢自养反硝化菌还原高氯酸盐的可行性；在进水有氧及缺氧条件下，分别研究组合工艺同步还原高氯酸盐和硝酸盐的性能。实验过程主要得出以下结论：在没有高氯酸盐还原菌和反硝化菌存在的情况下，未发现电化学对ClO4-和NO3--N有去除效果。以硝酸盐为电子受体培养驯化的部分反硝化菌能够同时还原ClO4-。缺氧条件下进水ClO4-浓度为10mg/L、NO3--N浓度为30mg/L，HRT从12h缩短到1h时，施加10mA电流即可使氢段出水ClO4-和NO3--N浓度满足国家标准要求；当HRT为0.5h时，施加15mA电流可使氢段出水NO3--N浓度满足国家标准要求，施加35mA电流时氢段出水ClO4-浓度为1.27mg/L，施加45mA电流时会出现氢抑制现象。PCR-DGGE分析发现反应器内优势菌为与菌种Thiomicrospira denitrificans、 perchlorate-reducing bacterium RC1、 UnculturedCampylobacterales bacterium、Ignavibacterium album (T)、Kineosphaera limosaNBRC100340亲缘性最高的菌种。有氧条件下进水ClO4-浓度为10mg/L、NO3--N浓度为30mg/L，HRT从3h缩短到1h时，施加10mA电流可使氢段出水ClO4-和NO3--N浓度满足国家标准要求；当HRT为0.5h时，施加15mA电流即可使氢段出水NO3--N浓度满足国家标准要求，施加35mA电流时氢段出水ClO4-浓度为2.02mg/L，施加45mA电流时会出现氢抑制现象。PCR-DGGE分析发现反应器内优势菌为与菌种Thiobacillus denitrificans (T)和Alviniconcha sp. gill symbiont亲缘性最高的菌种。相同实验条件下反应器能够同时还原ClO4-和NO3--N，但NO3--N的还原速率明显高于ClO4-；缺氧反应器达到稳定运行的时间比有氧反应器缩短了2~4d，并且缺氧反应器达到稳定运行时氢段出水ClO4-浓度比有氧反应器的低；不同工况下同一高度处缺氧反应器出水ClO4-和NO3--N浓度均比有氧反应器低。ClO4-的减少量与Cl-的增加量的摩尔比接近1:1，即实验过程中被还原的ClO4-全部转化为Cl-，没有中间产物ClO3-和ClO2-积累。硫段出水SO42-浓度为210.60~240mg/L，氢段出水与硫段出水浓度差不超过3%。缺氧条件下硫段出水pH为6.95~7.15，氢段出水pH为7.20~7.40；有氧条件下硫段出水pH为7.30~7.70、氢段出水pH为7.60~8.10。硫段出水为-170~-250mV，氢段出水为-240~-300mV。