[發明專利]利用厭氧鐵氧化、反硝化菌凈化污水中砷和硝酸鹽的方法

有效

• 申請號: 201310070136.5
• 申請日: 2013-03-05
• 公開（公告）號: CN103121758A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發明（設計）人: 潘響亮;李保華;高磊;宋文娟;張道勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院新疆生態與地理研究所
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/28
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務所 65106
• 代理人: 張莉

技術領域

本發明涉及一種利用厭氧鐵氧化、反硝化菌凈化污水中砷和硝酸鹽的方法，屬于環境保護領域。

背景技術

地下水是我國許多地區的重要飲用水資源。然而隨著工、農業活動，我國大部分平原地區的地下水污染非常嚴重，而且往往是多種污染物同時存在的復合污染，其中重金屬和硝酸鹽復合污染是最常見的復合污染。據20年的監測數據表明，長期以來西安市的地下水中硝酸鹽、六價鉻等多種污染物超標。江蘇省沿海的許多地區的地下水中鉛、汞和硝酸鹽復合污染嚴重。在西安、長春、哈爾濱、天津的城市地下水普遍存在砷和硝酸鹽的復合污染。地下水中普遍存在的重金屬和硝酸鹽復合污染已嚴重威脅了飲用水安全和人民身體健康，因此迫切需要對重金屬和硝酸鹽復合污染地下水進行治理和修復。

現有大多數關于污染地下水的原位生物修復技術的研究是專門針對某一類污染物的。地下水中硝酸鹽的原位生物修復技術大多是通過向目標污染含水層注入有機碳源等方法刺激反硝化菌的生長和活性，從而將硝酸鹽從目標含水層中去除。重金屬污染地下水的原位生物修復技術則主要是利用污染含水層中的某些特殊類型的微生物的代謝作用將溶解態的重金屬離子沉淀下來而達到去除重金屬的目的。此修復方法依據利用的微生物不同存在不同的缺陷，主要包括對氧化還原電位敏感，易二次釋放，易產生二次污染等問題。且不能同步去除地下水中的硝酸鹽類污染物。雖然科學家分別在硝酸鹽污染地下水和重金屬污染地下水的原位生物修復技術領域的研究分別取得了很大的進展，但目前還缺乏同時去除地下水中重金屬和硝酸鹽的原位生物修復技術。我國城鎮、農村地區大面積的硝酸鹽和重金屬的復合污染普遍存在的現實迫切要求研發一種既能克服現有重金屬污染地下水原位生物修復技術的局限性，又能將重金屬和硝酸鹽同步去除的原位生物修復的新技術。

最近一些研究者在地下水、沉積物等環境中發現一些細菌能夠在厭氧條件下以Fe²⁺為唯一電子供體、NO₃^-為電子受體，將NO₃^-反硝化為NO₂^-或N₂的同時將Fe²⁺氧化為Fe³⁺氧化物，即厭氧Fe²⁺氧化反硝化菌(Anaerobic?Fe2+Oxidation?Denitrifier，簡稱為AFODN)。鐵氧化反硝化菌（AFODN）在地下水、沉積物等多種環境中普遍存在。鐵氧化反硝化菌（AFODN）代謝所生成的Fe³⁺氧化物通常具有巨大的比表面積(8-400m²/g)，對Co、Cr、Cd、As、Pb、U等重金屬離子具有良好的吸附性能。因此，鐵氧化反硝化菌（AFODN）特殊的Fe和N代謝途徑及產物為重金屬和硝酸鹽復合污染地下水的原位同步修復提供了一種全新的思路，即在鐵氧化反硝化菌（AFODN）將地下水中的NO₃^-反硝化為NO₂^-或N₂的同時形成了Fe³⁺氧化物，通過后者的吸附作用可以將地下水中的重金屬去除。但目前利用鐵氧化反硝化菌（AFODN）同步去除水中重金屬和硝酸鹽污染的研究還未見報道。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種利用厭氧鐵氧化、反硝化菌凈化污水中砷和硝酸鹽的方法，該方法通過從厭氧活性污泥中分離到目標菌株，在純培養條件下富集10-15天后，厭氧條件下將菌液與含砷和硝酸鹽的復合污染水混合，調節pH值為4.0-10.0，培養去除水中的As和NO₃^-，通過鐵氧化反硝化菌氧化F_e²⁺形成Fe³⁺氧化物的吸附作用去除As，達到同步去除地下水中As和硝酸鹽復合污染的目的。該方法特殊的Fe源和N源代謝途徑去除水中的As和NO₃^-，工藝簡單，操作方便，處理成本低，處理范圍大，無二次釋放，無二次污染。

本發明所述的一種利用厭氧鐵氧化、反硝化菌凈化污水中砷和硝酸鹽的方法，按下列步驟進行：

a、鐵氧化反硝化菌的分離提純：