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• 随着工业化和城市化进程的加快，各种废水的产生和排放量日益增加，对水环境和人类健康构成了很大威胁，因此对废水进行有效处理至关重要。铁是地壳中含量第四丰富的元素，零价铁(Zero-valent iron，ZVI)原子量为55.847，熔点1495℃，在潮湿空气中易生锈，化学性质活泼，具有较强的还原能力，是一种环境友好型且无毒的活性金属^[1]，已成功应用于地下水和废水中污染物的去除^[2]，引起了广泛关注。例如，应用ZVI可以处理废水中的含氯有机化合物(COCs)^[3]、染料^[4]、重金属^[5]、硝基芳香族化合物(NACs)^[6]、砷^[7]、苯酚^[8]等。2006年，Tiwari等^[9]提出将ZVI加入到微生物系统中，可能会促进厌氧还原环境的形成，有利于某些专性厌氧菌(如产甲烷菌)的生长，增强废水处理或污泥消化过程中甲烷的生成，自此引发了对ZVI与微生物耦合技术的深入研究。本文简述了ZVI与厌氧微生物耦合进行废水处理的机理、影响因素及研究进展，旨在为今后ZVI方面的研究提供参考依据。

  1.   ZVI强化厌氧生物法处理的机理

  1.1   铁的还原作用

  ZVI还原能力较强，电极电位E⁰(Fe²⁺/Fe⁰)为-0.44V^[2]，在理论上可以还原降解具有一定氧化性质的有机污染物。Matheson等^[10]提出在Fe⁰-H₂O系统中ZVI自身的氧化腐蚀反应途径：

  $ \mathrm{Fe}^{0}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{H}_{2} $

  (1)

  $ \mathrm{Fe}^{0}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{H}_{2}+2 \mathrm{OH}^{-} $

  (2)

  $ 2 \mathrm{Fe}^{0}+\mathrm{O}_{2}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \rightarrow 2 \mathrm{Fe}^{2+}+4 \mathrm{OH}^{-} $

  (3)

  根据这一原理，可以推断ZVI去除有机污染物的还原转化反应机理主要包括以下三方面(以有机氯化物为例)：

  (1) Fe⁰表面直接的电子转移。

  $ \mathrm{Fe}^{0}+\mathrm{RCl}+\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{RH}+\mathrm{Cl}^{-} $

  (4)

  (2) 铁反应产生的Fe²⁺还原。

  $ \mathrm{Fe}^{2+}+\mathrm{RCl}+\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{Fe}^{3+}+\mathrm{RH}+\mathrm{Cl}^{-} $

  (5)

  (3) 铁反应产生的H₂还原。H₂可以作为电子供体还原有机氯化物。

  在该体系中，三种主要还原剂为Fe⁰、Fe²⁺和H₂。Fe²⁺对还原作用的贡献有限，没有明显的促进作用^[11]；而H₂只有在合适催化剂(如钯、镍等贵金属)存在的条件下才能起到还原作用^{[12, 13]}。因此，在Fe⁰-H₂O体系中主要的还原反应机理是Fe⁰表面直接的电子转移。

  1.2   铁碳微电解作用

  实际处理废水时反应器或ZVI中往往含有其他杂质，这些杂质可能包括焦炭、活性碳、铁屑等，碳与ZVI构成原电池系统。Ye等^[14]提出在铁水体系中石墨可能会参与铁的腐蚀或污染物的去除。石墨为阴极，ZVI为阳极，发生电极反应，其基本电极反应如下：

  阳极：Fe→Fe²⁺+2e^-

  $ E^{0}\left(\mathrm{Fe}^{2+} / \mathrm{Fe}^{0}\right) =-0.44 \mathrm{~V} $

  (6)

  阴极：2H+2e^-→2[H]→H₂

  $ E^{0}\left(\mathrm{H}^{+} / \mathrm{H}_{2}\right) =0.00 \mathrm{~V} $

  (7)

  有氧环境：O₂+4H⁺+4e^-→2H₂O

  $ E^{0}\left(\mathrm{O}_{2} / \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)=1.23 \mathrm{~V}( 酸性溶液 ) $

  (8)

  $ \begin{array}{c} \mathrm{O}_{2}+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+4 \mathrm{e}^{-} \rightarrow 4 \mathrm{OH}^{-}\\ E^{0}\left(\mathrm{O}_{2} / \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\right)=0.40 \mathrm{~V}(中性或碱性溶液 ) \end{array} $

  (9)

  铁单质与石墨等杂质发生的反应可以组成无数个微小的原电池，从而形成内部的微电场，废水中含有的微小污染物和胶体在电场作用下聚集形成可以被去除的大颗粒，使废水得到有效处理^[15]。反应中产生的新生态[H](刚产生的具有极强还原性的氢)具备较高的化学活性，能与废水中的某些有机物发生氧化还原作用，将大分子有机物分解成小分子中间产物，从而将难降解的污染物向易生化降解产物转化。

  1.3   混凝吸附作用

  在中性pH的Fe⁰-H₂O系统中，ZVI表面形成的铁氢氧化物(Fe(OH)₂、Fe(OH)₃、铁沸石)，具有吸附有机或无机化合物的能力^[16]。随着铁的氢氧化物沉淀，被吸附的污染物与其共沉淀。污染物并没有被降解，而是通过从水相转移到固相而被去除。在水环境pH调至偏碱性并有氧存在的情况下，Fe(OH)₃又可被水解为Fe(OH)²⁺、Fe(OH)₂⁺等络合离子^[17]，这些络合离子具有很强的絮凝性，能吸附水中分散的微小悬浮物。铁腐蚀产生的Fe²⁺也有混凝作用，污染物中带微弱负电荷的微粒(S^-、CN^-)可以被其吸附，形成比较稳定的絮凝物而去除。

  1.4   ZVI与微生物的协同作用

  在微生物-ZVI系统中，污染物的去除既不是单纯的生物降解也不是纯粹的电化学还原，而是电子转移、氧化还原反应、微生物变化等可以在污染物降解过程中同时发生或顺序发生的反应耦合而成的。Daniels等^[18]发现，产甲烷菌以ZVI作为电子供体还原CO₂形成CH₄，同时产甲烷菌持续消耗H₂促进ZVI腐蚀。Dinh等^[19]研究表明，ZVI表面的硫酸盐还原菌和产甲烷菌可以通过式(1)与(2)以及ZVI腐蚀过程中产生的H₂作为电子供体来强化其活性，并促进某些氢营养型微生物的生长。此外，ZVI表面碱性副产物的形成对中和溶液的pH起重要作用，有利于微生物的生长。尤其是专性的厌氧菌对氧气的要求很严苛。ZVI与石墨构成的多元微电场可以有效地去除微量溶解氧(式(8)与(9))。Zhang等^[20]研究发现，投加ZVI的反应器可使溶液的氧化还原电位(ORP)降低，并为产甲烷菌的生长提供良好的生存环境。Novak等^[21]研究认为，除腐蚀产氢提供电子供体外，ZVI可刺激微生物分泌某种具有污染物降解能力的胞外物质，从而提高污染物降解速率。在微生物-ZVI系统中，颗粒污泥的优良沉降性能是该反应器高效运行的关键^[22]。优异沉降特性的污泥通常具有较高的生物量和丰富的微生物多样性^[22]，从而提高生物降解效率。将ZVI与微生物结合用于废水处理的研究表明，ZVI可以通过改善细菌生长或促进颗粒聚集来增强颗粒化^[9]。图 1所示为ZVI强化污泥颗粒化的形成机理^[23]。

  图 1

  

  图 1.  活性污泥颗粒的形成机理^[23]

  Figure 1.  Formation mechanisms for the activated sludge granules^[23]

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  ZVI与微生物协同去除各种污染物具有以下优点：(1)基于ZVI的还原性，可以明显降低ORP，为微生物创造一个更具还原性的环境，提高污染物的降解能力^[24]；(2)微生物-ZVI体系中碱性副产物的形成和H⁺的消耗在调节溶液pH方面起重要作用，有利于微生物的生长^[24]；(3)释放的Fe²⁺是微生物生长代谢所需微量元素^[25]，参与污染物降解的关键酶的合成^[26]；(4)加快污泥颗粒化进程，污泥的颗粒化可以减少微生物被冲刷^[24]；(5)ZVI与化合物的直接反应可以降低污染物对微生物的毒性^[24]。

  由此可见，ZVI处理废水是铁的还原作用、铁碳微电解作用、混凝吸附作用、微生物-ZVI协同作用的结果。

  2.   操作条件对微生物-ZVI系统去除污染物效果的影响

  在微生物-ZVI体系中，污染物的降解受操作条件的影响。目前，影响降解效率的主要操作参数包括铁用量、水力停留时间(HRT)、pH和溶解氧(DO)浓度等。

  2.1   pH

  在微生物-ZVI系统中，pH的改变会对污染物的去除效率产生重要影响。pH不仅影响ZVI的腐蚀速率^[27]，还影响微生物的活性^[28]。中性pH最适合微生物的生长，有利于大多数污染物的降解^{[26, 28]}。ZVI的腐蚀可能会使废水的pH升高，进而生成不同种类的铁形态，如羟基氧化铁(γ-FeOOH)、氧化铁(Fe₂O₃)和四氧化三铁(Fe₃O₄)，能引起ZVI和微生物性能的改变^[29]，同时过高的pH会使某些微生物活性降低^[30]。对于有些污染物，向生物反应器中投加ZVI能扩大微生物对pH的适用范围，从而提高去除效率^[31]。Bai等^[31]研究了仅有硫酸盐还原菌(SRB)系统和ZVI-SRB系统中pH对硫酸盐还原的影响。结果表明，当pH在4.0至7.0之间变化时，两个系统的硫酸盐还原效率均超过95%。然而，在pH为3.0时，ZVI-SRB体系的硫酸盐还原率提高了40%，这一现象可归因于ZVI的腐蚀可以缓冲pH，并为还原硫酸盐微生物提供有利生存环境。不同种类的污染物和不同功能的微生物会使pH的影响复杂化。因此，提供一个适宜的pH对维持ZVI的反应活性和微生物的高活性至关重要。

  2.2   铁投加量

  在非生物反应器中，由于活性位点数目和反应表面积的成比例增加，ZVI剂量的增加将对其性能产生积极影响^{[10, 11]}。然而，在复杂的微生物-ZVI系统中，ZVI剂量与污染物的去除效率之间并不遵循线性关系^[32]。Yin等^[32]研究了在微生物-ZVI系统中投加不同剂量(0~10 g/L)ZVI后氯硝基苯(CNB)的去除效果，发现铁含量为3.0g/L时，CNB去除效果最好。Cheng等^[33]观察到在微生物-ZVI系统中去除30mg/L氯酚的最佳ZVI剂量为2.0g/L。此外，当ZVI的投加量较高时会使pH增加，超出微生物适用的范围就会影响微生物的活性，从而抑制污染物的转化^[33]。Rysavy等^[34]研究发现，适量的ZVI能为脱氯菌提供电子供体，使有机物还原脱氯，但ZVI剂量(2.0gFe⁰/g沉积物)过多时，菌种的生长期会被延长，脱氯作用受到抑制。由此可见，适量的ZVI投加量可以刺激微生物的活性，但过多的投加ZVI时微生物-ZVI系统的pH会上升，当pH高于微生物所能承受的范围时会抑制微生物的活性。Wu等^[35]研究表明，添加过量的ZVI会使微生物易受伤害。通过透射电镜图像清晰地表明，铁腐蚀产物覆盖了微生物表面，甚至破坏了细胞结构。另有研究表明，在ZVI投加量为5g/L时，微生物的细胞结构会被氧化产物破坏^[36]。此外，有研究者报道了微生物细胞表面吸附的铁矿物可以抑制铁还原菌(IRB)的电子穿梭活性和细菌的生长^{[37, 38]}，从而降低生物的还原性能。虽然ZVI对微生物的负面影响的研究有限，还没有得到充分的了解，但维持系统的有效运行是至关重要的。因此，考虑到微生物的适应能力以及系统的缓冲能力，需要确定生物反应器中ZVI的最佳投加量。

  2.3   溶解氧

  在大多数微生物-ZVI系统处理的污水中，普遍存在溶解氧(DO)^[8]。DO作为一种高活性氧化剂和电子受体，DO浓度可能会对铁的腐蚀、电子转移、微生物活性、污染物去除产生重大影响^{[28, 32]}。有研究认为，DO的存在会使ZVI的性能降低^[6]，但也有研究者认为DO可能会通过加速铁的腐蚀来提高ZVI的性能^[28]。Lee等^[39]发现，DO对ZVI反应活性位点存在电子竞争关系，随着DO浓度的增加，1, 1, 1-三氯丙烷的降解速率常数显著降低，导致微生物-ZVI对有机物的还原作用减弱，不利于污染物的去除。此外，DO有助于Fe²⁺氧化成氧化铁、氢氧化铁等沉淀物，进而降低ZVI的反应活性^[40]。

  然而，还有一些研究者认为DO的存在对微生物-ZVI体系的性能没有抑制作用。Deng等^[28]认为DO的存在可能会加速ZVI参与的生化反应，提高ZVI的反应活性，从而缩短水力停留时间。Yin等^[32]证明了增加生物反应器顶部空间的氧气压力不会对CNB的去除产生负面影响，因为大部分DO能被微生物消化，只有少量的氧气与铁腐蚀产物发生反应，形成Fe₂O₃矿物^[41]。近年来，针对DO对ZVI性能的潜在影响研究并没有得出一致性的结论。DO在ZVI性能中的作用可能因具体的污染物结构而异，这种作用很大程度上取决于具体污染物的降解机理，如图 2所示^[1]。

  图 2

  

  图 2.  DO在ZVI去除污染物过程中的多重作用^[1]

  Figure 2.  Illustration of the multiple roles of DO in the process of contaminants removal by ZVI^[1]

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  2.4   水力停留时间

  通常，更长的HRT可提高反应器的污染物去除效率^[20]。然而，更长的HRT也意味着投资成本的增加。因此，选择一个最佳的HRT来降解污染物很重要。考虑到将ZVI作为电子供体添加到生物反应器中会促进微生物活性^[24]，因此与仅有ZVI或微生物的系统相比，ZVI-微生物体系所需的HRT可能会大大降低。Zhang等^[20]研究发现，有微生物存在的ZVI-UASB反应在HRT为12h时的COD去除率和脱色效率均高过无ZVI的UASB(有微生物)反应器在24h的COD去除率和脱色效率，这说明ZVI作为电子供体利于降低HRT。减少HRT可以使废水处理的工程建造和运行成本降低^[20]。

  3.   ZVI去除污水中常见污染物的研究进展

  3.1   硝基芳香族化合物

  NACs是一种潜在的致癌物且结构比较稳定。由于硝基的吸电子特性会抑制硝基芳香族化合物的生物降解，导致NAC_S生物降解转化作用较低。研究发现，通过还原作用来强化NACs生物降解取得较好的效果。1994年，Gillham等^[42]首次报道了ZVI对氯代有机物的还原脱氯效果，从此开启了用ZVI去除污水中NACs的研究^[6]。ZVI作为电子供体可以将硝基苯(NB)还原为苯胺^[43]。ZVI还原转化NACs过程中，苯环上硝基经多次加氢取代依次降解为亚硝基、羟氨基和氨基。Bell等^[44]研究发现，NB经ZVI还原成苯胺后可进一步生物降解，而未经处理的NB难以得到有效去除。基于ZVI预处理可提高污染物生物降解性，许多研究者开展了微生物-ZVI耦合工艺的研究。Ma等^[45]研究了微生物、ZVI、微生物-ZVI的反应体系降解有机物的效果，结果表明，微生物-ZVI体系对四氯乙烯去除率最高。Zhang等^[46]在降解NB时发现，ZVI与微生物协同会加剧亚铁离子的释放进而加速细菌繁殖的过程，同时反应器内能够降解NB的细菌和古细菌的丰度明显提高了。此外，有研究表明在ZVI和微生物的共体系中，氯代硝基苯的转化和脱氯均比仅ZVI系统处理效果好^[25]。

  综上所述，ZVI与微生物耦合工艺可以提高污染物的可生化性，有效处理NACs为主的难降解废水，有望为难降解有机废水处理提供崭新的技术思路。

  3.2   含氯有机化合物

  三氯乙烯(TCE)、四氯乙烯(PCE)、多氯联苯和有机氯农药是众所周知的对人类健康和环境具有高度毒性的化学物质^[47]。COCs已经污染了许多地下水含水层。应用ZVI能够降解大量COCs，包括TCE、三氯乙烷、氯乙烯和四氯化碳等。Cheng等^[33]在ZVI-生物系统中发现，30mg/L的2, 4-二氯苯酚可以在68h内完全转化。Wang等^[48]研究了ZVI对五氯苯酚降解和微生物群落变化的影响，发现在ZVI存在下厌氧污泥的电子传递系统活性达到最大值，五氯苯酚的降解效能得到提高。除此之外，污泥的细胞内和细胞外多糖含量降低，这说明通过添加ZVI可显著提高微生物的代谢活性。Gerlach等^[49]研究发现，将铁还原菌海藻希瓦氏细菌(BrY)加入ZVI系统后，其四氯甲烷脱氯速度明显提高，认为铁还原菌能够促进ZVI的腐蚀，提高反应活性。Gandhi等^[50]同样将BrY加入到ZVI反应器中，发现ZVI表面氧化物减少，且TCE的降解率显著提高。COCs是较难降解的有机污染物，高效、经济的厌氧微生物与ZVI的耦合技术处理含COCs污染的废水取得了较好的实验结果。如果能把这种潜力发掘出来，对水环境保护会有巨大贡献。

  3.3   砷

  砷是一种具有毒性和致癌性的物质，主要以As³⁺和As⁵⁺的形式存在于水体中。人类主要通过饮用被污染的地下水来接触砷，为了减少砷对人类健康的影响，世界卫生组织明确规定饮用水中As含量不得高于10μg/L。As³⁺的毒性和流动性都远远大于As⁵⁺，且比As⁵⁺更难去除^[2]。在ZVI去除As时水中DO含量起着重要作用，Tanboonchuy等^[51]发现较高的DO有助于As的去除。当水中DO不足时，As一般以As³⁺的形式存在^[52]。在DO充足的情况下，应用ZVI去除As时有助于将As³⁺转化为As⁵⁺而达到更好的处理效果。Wan等^[53]利用微生物与As³⁺耦合将As³⁺氧化为As⁵⁺，再通过ZVI去除As⁵⁺，达到了超过70mgAs/gFe的高去除能力。生物反应器中出现的其他微生物可能与ZVI有关^[54]，在有氧条件下，一些细菌可以利用铁生长并氧化As^3+[55]。Kowalski等^[56]发现，As³⁺氧化细菌不仅增强了As氧化过程，而且还有助于铁离子的释放。总之，微生物-ZVI处理技术为净化砷污染水提供了一种简单而节能的方法。普遍认为，ZVI去除As的机理主要涉及吸附、还原、表面沉淀以及与各种铁腐蚀产物(如氧化亚铁/三氧化二铁)的共沉淀^[57]。此外，还需要对细菌种类及其与ZVI的内部耦合机制进行更详细的研究，这将有助于后续工艺的优化。

  3.4   重金属

  与有机污染物不同，重金属不能生物降解，易于在生物体内累积。在废水处理中特别关注的重金属包括铬、铜、镍、汞、镉和铅。据报道，ZVI可以有效去除各种类型的金属离子，包括Cr(Ⅵ)^[58]、Ni^2+[59]、Pb^2+[60]、Cu^2+[61]和Zn^2+[62]。ZVI对重金属去除的多数研究集中在Cr(Ⅵ)上，研究人员尝试利用ZVI可渗透反应墙技术(Fe⁰-PRB)修复地下水Cr(Ⅵ)污染。ZVI与Cr(Ⅵ)的反应机理涉及电化学反应，ZVI为阳极，Cr(Ⅵ)为阴极，Cr(Ⅵ)被吸附到ZVI表面后，被还原为Cr³⁺，ZVI氧化为Fe^3+[63]；随后Cr³⁺与水中OH^-发生反应生成相应的氢氧化物并沉淀下来^[63]。这个过程中Fe³⁺会以同样的形式沉淀。

  $ \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}{}^{2-}+2 \mathrm{Fe}^{0}+14 \mathrm{H}^{+} \rightarrow 2 \mathrm{Cr}^{3+}+2 \mathrm{Fe}^{3+}+7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} $

  (10)

  $ \mathrm{Cr}^{3+}+3 \mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{Cr}(\mathrm{OH})_{3} \downarrow $

  (11)

  $ \mathrm{Fe}^{3+}+3 \mathrm{OH}^{-} \rightarrow \mathrm{Fe}(\mathrm{OH})_{3} \downarrow $

  (12)

  很多实验室和现场利用Fe⁰-PRB去除Cr(Ⅵ)都取得了很好的效果，但这项技术仍然受到许多因素的制约。由于微生物对金属铁有良好的矿化作用，ZVI与微生物相结合很可能更好地去除重金属。Bai等^[64]使用ZVI-SRB系统协同去除重金属，硫酸盐还原率提高了55.9%，且在2h内对Cu的去除率超过99.5%。ZVI-SRB系统去除重金属的反应如下：

  $ \mathrm{SO}_{4}{ }^{2-}+4 \mathrm{H}_{2}+\mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{HS}^{-}+4 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} $

  (13)

  $ 2 \mathrm{Me}^{n-}(\mathrm{aq})+n \mathrm{HS}^{-} \rightarrow \mathrm{Me}_{2} \mathrm{S}_{n} \downarrow(\mathrm{s})+n \mathrm{H}^{+} $

  (14)

  ZVI-SRB系统有效去除Cu的原因可归结为还原性沉淀、生物吸附和硫化物沉淀的共同作用。此外，证实了ZVI-SRB系统比SRB系统有更宽的pH和温度适用范围，以及更高的硫酸盐和铜负载率^[31]，这表明ZVI可以使SRB的活性增强并且对污染物的去除表现稳定。从可持续性和长期效能来看，ZVI与微生物耦合系统可能是去除重金属的更好选择。

  3.5   染料

  由于染料废水的毒性作用，将其排放到水体中给环境和公共健康带来风险。染料具有结构稳定、着色力强以及成分复杂等特点，已受到废水处理领域的广泛关注。将ZVI加入到厌氧反应器时，其不仅可以作为电子供体，而且有助于创造一个增强的厌氧环境。Zhang等^[20]用ZVI-UASB反应器处理偶氮染料活性艳红X-3B，在25℃、HRT为12h条件下反应器出水COD去除率由49.4%提高至57.6%，脱色率由39.8%提高至75%，同时观察到反应器内产甲烷菌丰度得到提高。大量研究表明，ZVI-H₂O体系中产生的新生态[H]具有较高的化学活性，能与有机物发生氧化还原反应，使发色基团(如偶氮等)和助色基团断裂，达到脱色的效果。ZVI和厌氧微生物的耦合体系可以提高染料的脱色率^[65]。例如，Li等^[66]在厌氧污泥中添加1.0g/L的ZVI处理活性蓝13，显示出更快的脱色速率，说明微生物和ZVI之间存在协同作用。微生物-ZVI系统可以提供一种长期有效的策略来增强厌氧环境以及细菌的生理活性，从而改善厌氧处理的性能。

  4.   结语

  由于化工废水的稳定性和难降解性，高效经济的化工废水处理技术显得尤为重要和紧迫。ZVI与厌氧微生物耦合处理技术正在成为废水处理和环境修复领域的研究热点。ZVI与污染物的反应机理因污染物的不同而不同，可能涉及氧化、还原、吸附、表面络合和共沉淀等。总而言之，ZVI与污染物的反应机理较为复杂。本文揭示了微生物-ZVI系统去除污染物可能的作用机理及各操作参数的局限性。设计和运行操作方面的改进将实现该系统有效且可持续的性能。对于该耦合技术的研究尚有一些问题未明晰：(1)不适宜的pH、铁投加量等会使微生物-ZVI系统崩溃，并且这些因素尚未得到很好的解决；(2)为使这些操作参数的限制更明确还需进一步探索各种污染物去除过程中更加具体的反应过程；(3)在生物反应器中污染物降解期间，应更加注意微生物的活性、演替规律等；同时，还应考虑并优化微生物菌落(如选择对高浓度污染物和pH变化耐受性良好的微生物)。因此，未来需要深入研究以制定可行对策来改善实际应用中的微生物-ZVI系统的性能，从而实现该耦合工艺长期运行的稳定性。

  
  
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  图 1  活性污泥颗粒的形成机理^[23]

  Figure 1  Formation mechanisms for the activated sludge granules^[23]

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  图 2  DO在ZVI去除污染物过程中的多重作用^[1]

  Figure 2  Illustration of the multiple roles of DO in the process of contaminants removal by ZVI^[1]

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