[發明專利]一種以NO3

有效

• 申請號: 201810362258.4
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108675445B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 趙和平;鐘亮;呂盤龍;王振;石凌棟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C02F101/22
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及復合污染物的生物還原技術，旨在提供一種以NO₃^?還原甲烷基質生物膜中六價鉻的方法。包括：向無機培養基中添加Na₂CrO₄和NaNO₃，在微氧條件下備用；將模擬廢水引入甲烷基質膜生物反應器中，加入CrO₄^2?和活性污泥后自循環獲得菌液；采取連續流方式向反應器引入模擬廢水和CH₄，分階段控制進水中NO₃^?的濃度；每運行一個階段，都確保出水中CrO₄^2?和NO₃^?濃度達到穩定狀態至少10天。本發明與現有技術相比，其有益效果是：NO₃^?的高負荷對Cr(VI)的還原有顯著的和不可逆的抑制作用。起初涉及Cr(VI)還原的亞棲熱菌屬隨著NO₃^?的引入而下降，在添加NO₃^?之后α變形菌富集；而當除去NO₃^?時，β變形菌變得重要，表明其可以作為Cr(VI)還原的潛在作用。

技術領域

本發明屬于復合污染物的生物還原技術領域，具體涉及一種以NO₃^-還原甲烷基質生物膜中六價鉻的方法。

背景技術

金屬鉻(Cr)是一種重要合金元素，在行業中應用很廣泛(如：石油精煉，電鍍，染料和木材保存等)。這些行業中產生了大量的含鉻污染廢水，其中CrO₄^2-是主要含鉻污染物。Cr(VI)對生物體有致癌性、致畸性和致突變性，對人體存在很大的健康隱患。美國環保局定義飲用水中鉻的最大污染限制值(MCL)為100μg-Cr/L。同時，硝酸鹽(NO₃^-) 在農業肥料和工業生產中廣泛使用，含鉻污染的地表水和地下水中一般都伴隨著高濃度的硝酸鹽(NO₃^-)和亞硝酸鹽(NO₂^-)。NO₃^-及其還原中間體亞硝酸鹽(NO₂^-)會產生嚴重的負面影響，因為它們會導致嬰兒發生高鐵血紅蛋白血癥和加速水體的富營養化。飲用水中NO₃^-和NO₂^-的MCL分別為10和1mg N/L(USEPA，2015)。

Cr(VI)和NO₃^-的生物還原由于其經濟和環境角度出發都優于物理化學修復，在過去幾十年引起了極大興趣。將Cr(VI)還原成Cr(III)是解決含Cr(VI)廢水的可行方法。 Cr(VI)具有高溶解度，而Cr(III)是溶解度很低的，可以以Cr(OH)₃的形式沉淀，并且 Cr(III)的毒性比Cr(VI)低100倍。將NO₃^-還原成N₂能使其完全無害。

Cr(VI)和NO₃^-可以在各種生物反應器中同時降低。SahinkayaKilic(2014)等應用以硫為電子給體的柱式反應器。

因為CH₄相對便宜且來源廣泛，基于甲烷的MBfR是一種甲烷向生物質供應CH₄的新穎而有前途的方法。其中CH₄通過中空纖維膜的壁擴散，并被附著在纖維外壁上的生物膜氧化?；贑H₄-MBfR中，同時Cr(VI)和NO₃^-生物還原從未被探索過。因此，本發明研究的目標是探究基于CH₄-MBfR中Cr(VI)和NO₃^-生物還原之間的相互作用及生物膜的群落結構。

發明內容