[發明專利]一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法

在審

• 申請號: 201710218007.4
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN107215954A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 穆楊;趙漢卿;劉奇;何盼盼;陳祖高
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 趙青朵

技術領域

本發明涉及有機廢水處理技術領域，尤其涉及一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法。

背景技術

硝基苯是一種重要的化工原料，被用來生產醫藥、染料、塑料、炸藥和殺蟲劑。但是其帶來的嚴重環境污染已經逐漸引起大家的重視，許多國家將硝基苯視為重要污染物。目前有許多物理和化學的方法可以去除硝基苯(吸附和高級氧化等)，但是這些處理手段價格昂貴或者可能產生較多毒性較大的中間產物。生物法處理硝基苯可以生成毒性較低的產物苯胺，顯然，生物法是一種便宜且有效的污水處理方法。

目前，主要生物法采用厭氧還原降解硝基苯，但是其反應速率較慢，需要加入一些生物催化劑來加快該過程。近些年研究發現碳納米材料，例如石墨烯和碳納米管等，可以催化硝基苯的厭氧還原。但是這些材料存在價格昂貴和生物毒性等缺點，且其降解速率較低。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法，該方法降解硝基苯速率較快，且不會造成二次污染。

本發明提供了一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法，包括以下步驟：

將催化劑、厭氧污泥、電子供體和含硝基苯的水體在厭氧條件下混合，得到反應液；

將所述反應液在厭氧條件下振蕩反應，得到處理后的水體；

所述催化劑為生物炭，生物炭的粒度為80～120目；

所述厭氧污泥中包括綠膿桿菌、海螺菌屬、脫硫弧菌屬和放線菌。

優選地，所述生物炭由以下方法制得：

將木屑在氮氣氣氛中以4～6℃/min的速率升溫至300～800℃煅燒，恒溫2～4小時，再降溫到15～35℃，研磨，得到粒度為80～120目的生物炭。

優選地，所述厭氧污泥的質量、催化劑的質量與含硝基苯的水體的體積比為(0.5～10)g:(0.5～5)g:1L。

優選地，所述電子供體選自葡萄糖、氫氣、甲酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽中的一種或多種。

優選地，所述反應液的pH值為5～10。

優選地，所述振蕩反應的溫度為20～50℃。

優選地，所述振蕩反應的轉速為50～500rpm。

優選地，所述含硝基苯的水體中硝基苯的濃度為0.25～5mmol/L。

優選地，所述厭氧污泥由以下方法制得：

將污泥在1～3mmol/L的硝基苯溶液中馴化不少于8個周期，每個周期為3～7天，得到厭氧污泥；

所述厭氧污泥中包括綠膿桿菌、海螺菌屬、脫硫弧菌屬和放線菌。

優選地，所述生物炭的孔隙率為5.0×10^-2～5.5×10^-2cm³g^-1；所述生物炭的比表面積為75～80m²g^-1。

本發明提供了一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法，包括以下步驟：將催化劑、厭氧污泥、電子供體和含硝基苯的水體在厭氧條件下混合，得到反應液；將所述反應液在厭氧條件下振蕩反應，得到處理后的水體；所述催化劑為生物炭，生物炭的粒度為80～120目；所述厭氧污泥中包括綠膿桿菌、海螺菌屬、脫硫弧菌屬和放線菌。本發明提供的方法采用生物炭作為催化劑，以厭氧污泥提供混菌，且在厭氧條件下能夠促進水體中硝基苯的降解；該方法降解硝基苯速率較快，且不會造成二次污染。另外，該方法采用的催化劑為生物炭，其成本低，且易制得；該工藝操作簡單易行，便于在實際中推廣使用。實驗結果表明：厭氧污泥量為0.5g，生物炭為5g/L條件下，硝基苯的降解速率為1～16.25×10^-2·h^-1。

附圖說明

圖1為本發明實施例1制備的生物炭的掃描電鏡圖；

圖2為本發明實施例1制備的生物炭的XPS譜中的O1s譜圖；

圖3為本發明實施例1中3個反應器中物料隨時間變化曲線圖。

具體實施方式

本發明提供了一種厭氧混菌降解含有污染物硝基苯的水體的方法，包括以下步驟：

將催化劑、厭氧污泥、電子供體和含硝基苯的水體在厭氧條件下混合，得到反應液；

將所述反應液在厭氧條件下振蕩反應，得到處理后的水體；

所述催化劑為生物炭，生物炭的粒度為80～120目；

所述厭氧污泥中包括綠膿桿菌、海螺菌屬、脫硫弧菌屬和放線菌。