[發明專利]一種利用微生物同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的裝置與方法

有效

• 申請號: 201810079222.5
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108217932B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 曾濤濤;王國華;劉海燕;李仕友;榮麗杉;周玉林
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C01B19/04;C02F101/10
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本申請公開了一種利用微生物同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的裝置，包括：設有進水口(11)與出水口(12)的反應室(1)，所述反應室(1)內儲存含有微生物的厭氧顆粒污泥；氣體收集部件(2)，所述氣體收集部件(2)設置在所述反應室(1)頂部且與所述反應室(1)相連通；所述厭氧微生物為硫酸鹽還原菌、異化金屬還原菌、硒還原菌、古菌中的任意兩種或多種。本申請還提供使用上述裝置同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的方法。本申請提供的裝置與方法，實現了廢水中的硒、鎘同步去除，并能生成納米硒化鎘。

技術領域

本申請涉及污水處理技術領域，特別是涉及一種利用微生物同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的裝置與方法。

背景技術

硒是人和動物生理必需的微量元素，對人類健康有著極為重要的作用，但硒濃度稍微升高就會產生毒害作用，污染環境。隨著工業的發展，人為產生的硒也相應增加，含硒廢水來源于采礦、金屬和石油冶煉、燒煤火電廠及局部農業灌溉等，其中也會存在各類重金屬，如鋅、鎘、鉛等。

硒為硫族元素，自然界中主要以+6、+4、0和-2價四種價態存在。水體中溶解性硒主要以硒酸鹽(Se(Ⅵ))和亞硒酸鹽(Se(Ⅳ))兩種形式存在，容易遷移擴散，引起硒污染。與硒的氧化態相比，零價硒(Se(0))和負二價硒(Se(-Ⅱ))具有難溶性特征，因此不容易被生物利用。通過將高價硒還原成零價硒或負二價硒，來降低其污染風險。

與傳統硒化合物相比，納米硒因具有獨特的物理和化學性質，生物利用度高、活性高。有望成為新型的硒營養補充劑和治療藥物，在抗氧化、抗菌、抗癌、抗糖尿病中發揮重要作用。而重金屬硒化物(MeSe)是重要的光導體、半導體、熒光材料，廣泛應用于激光、醫學、紅外探測領域。重金屬硒化物中，硒化鎘量子點因其優異的光學和電學性質，在生物成像、生物傳感、生物診斷、光學器件等方面具有廣闊的應用前景。傳統的化學合成方法往往涉及到高溫、厭氧、有毒試劑、表面修飾反應過程，不符合綠色、可持續發展的需求。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的第一個目的為提供一種利用微生物同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的裝置；本發明的第二個目的為提供一種使用上述裝置同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的方法；本發明提供的裝置與方法，實現了廢水中的硒、鎘同步去除，并能生成納米硒化鎘。

本發明提供的技術方案如下：

一種利用微生物同步去除廢水中硒、鎘并生成納米硒化鎘的裝置，包括：

設有進水口與出水口的反應室，所述反應室內儲存含有微生物的厭氧顆粒污泥；

氣體收集部件，所述氣體收集部件設置在所述反應室頂部且與所述反應室相連通；

所述厭氧微生物為硫酸鹽還原菌、異化金屬還原菌、硒還原菌、古菌中的任意兩種或多種。

優選地，還設有循環部件，所述循環部件的循環入口、循環出口分別與所述反應室相連通。

優選地，所述循環部件的流量為所述進水口進水流量的3-5倍。

優選地，還設有供氣部件，所述供氣部件與所述反應室相連通，向反應室內提供惰性氣氛。

優選地，在所述進水口前設有pH調節裝置，所述pH調節裝置調節進入所述反應室的水的pH在6.5-7.5之間。

優選地，所述進水口設置在所述反應室下部，所述出水口設置在所述反應室上部。

優選地，所述硫酸鹽還原菌具體為脫硫弧菌，所述異化金屬還原菌具體為假單胞菌；所述硒還原菌具體為厚壁菌，所述古菌具體為甲烷桿菌或甲烷微菌。

優選地，所述反應室內接種的厭氧顆粒污泥的量為所述反應室有效容積的10％-20％。