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氯酚作为一类典型的持久性有机物,具有毒性和生物累积性,对人体健康及生态安全造成极大威胁。传统厌氧微生物可以利用氢气为电子供体对氯酚进行还原脱氯,但是存在周期长、效率低等问题。近年来,生物电化学系统强化分解持久性有机物的研究取得了迅猛的发展。本研究以2,4,6-三氯酚为目标污染物,通过构建套筒型升流式生物电化学反应系统(Sleeve type up-flow bioelectrochemical system,SU-BES),研究了SU-BES对2,4,6-三氯酚的强化还原分解效能,优化了系统的运行条件(电压和水力停留时间),为生物电化学系统强化分解以2,4,6-三氯酚为代表的卤代有机污染物提供了理论依据。首先,本研究首先考察了续批反应条件下,SU-BES对2,4,6-三氯酚的还原分解效能。系统启动时添加乳酸钠作为碳源和液态电子供体,以生物阴极为固态电子供体。研究表明SU-BES可将2,4,6-三氯酚还原分解至4-氯酚为最终产物。而且在外加电压从0 V升至0.8 V时,2,4,6-三氯酚的还原分解速率从17μmol/L·d升至50μmol/L·d,表明2,4,6-三氯酚的分解速率和外加电压呈现正相关的关系。同时,乳酸钠分解的速度也随着电压增大而升高。在外加电压从0 V升至0.8 V,H2生成量逐渐从0.3μmol/L增大至2.1μmol/L,过量H2的生成是因为外加电压升高析氢导致。在不同外加电压情况下,CH4的生成量无明显差异,都在2.3 mmol/L左右。接着,本研究考察了SU-BES对2,4,6-三氯酚还原分解的长效运行效果和优化条件。在水力停留时间(HRT)为4 d和2 d时,不同电压下对2,4,6-三氯酚的还原脱氯速率未显示明显差异,因为HRT过长,2,4,6-三氯酚在反应器内部就已经分解完全。当HRT缩短到1 d时,电压从0.2 V升高至0.8 V,2,4,6-三氯酚分解速率可从3.1μmol/L·d升至4.8μmol/L·d,表明在连续运行情况下,2,4,6-三氯酚的分解速率和外加电压依然正相关。较高的电压伴随着较高量H2的生成(2.63μmol/L,0.8 V)。推测较高电压下,阴极析氢产生了充足的H2(电子供体),激活了脱卤呼吸菌的活性,最终导致了2,4,6-三氯酚的强化还原分解。随后,本研究对具有2,4,6-三氯酚分解性能的不同类型反应器进行了效能比较,发现了本反应器对2,4,6-三氯酚还原分解效能的优势,对SU-BES可能的潜在应用的优势与不足进行了简要分析。