[發明專利]一種在氫基質MBfR中以NO3-還原SeO42-的方法

在審

• 申請號: 201810362259.9
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108585183A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 趙和平;石凌棟;呂盤龍;王振;董秋怡;鐘亮
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F101/10
• 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，旨在提供一種在氫基質MBfR中以NO₃^?還原SeO₄^2?的方法。包括：制備模擬廢水，氬氣曝氣后微氧條件下備用；將模擬廢水引入氫基質膜生物反應器中，加入SeO₄^2?和活性污泥，自循環獲得菌液；采取連續流方式引入模擬廢水和氫氣，梯度控制進水中SeO₄^2?的質量濃度，每運行一個階段都確保出水中SeO₄^2?的質量濃度達到穩定狀態至少一周。本發明中，引入高負荷的NO₃^?會引起電子供體H₂受限，從而抑制的SeO₄^2?還原，并對微生物生態結構有深遠的影響，盡管生物膜對SeO₄^2?的還原能力仍保持完整。

技術領域

本發明屬于復合污染物的生物還原技術領域，具體涉及一種在氫基質MBfR中以NO₃^-還原SeO₄^2-的方法。

背景技術

元素硒(Se)是一種類金屬，在行業中應用很廣泛(如：光電器件，半導體，玻璃脫色，煙氣脫硫等)。這些行業中產生了大量的含硒污染廢水，其中SeO₄^2-和SeO₃^2-是兩種主要含硒污染物。同時，含硒污染廢水一般都伴隨著高濃度的硝酸鹽(NO₃^-)和亞硝酸鹽(NO₂^-)。還有在農業排水也含有高濃度的硝酸鹽(NO₃^-)以及天然存在的硒(主要存在形態是SeO₄^2-)。廢水中可溶形式的硒污染物對生物體有毒性，對人體存在很大的健康隱患。美國環保局定義飲用水中硒的最大污染限制值(MCL)為50μg-Se/L。與此相反，元素硒(Se⁰)不溶于水，因此毒性低得多。硒的最大還原形式硒(Se^2-)是無毒的，因為它容易被氧化成元素硒。

從廢水中去除可溶形式的硒的方法包括化學沉淀，反滲透，催化還原和離子交換。由于生物還原能夠去除SeO₄^2-，簡單且成本低，因此生物還原在過去十年已經引起了廣泛關注。生物還原過程之一是基于H₂膜生物膜反應器(MBfR)，其中氫氣(H₂)通過介質纖維膜傳遞到細菌，所述細菌附著在生物膜上生長。H₂作為電子供體來驅動一系列氧化污染物的還原，包括SeO₄^2-。

利用SeO₄^2-作為呼吸電子受體的細菌，首先通過硒酸還原酶(SerABC)或硝酸還原酶(Nar和Nap)的作用將其還原成SeO₃^2-。接著SeO₃^2-被周質亞硝酸鹽酶(Nir)或氫化酶I還原成Se⁰。