[發明專利]一種利用MBBR在低氧條件下還原五價銻的方法

在審

• 申請號: 201810362849.1
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108483642A
• 公開（公告）日: 2018-09-04
• 發明（設計）人: 趙和平;鐘亮;董秋怡;王振;呂盤龍
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/28
• 分類號: C02F3/28;C02F3/34;C12N1/20;C02F101/20
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種利用MBBR在低氧條件下還原五價銻的方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)制備無機培養基

將1mL酸性微量元素溶液、1mL堿性微量元素溶液、1mg CaCl₂、0.3g NaHCO₃、5mgMgSO₄·7H₂O、0.2g KH₂PO₄和0.4g Na₂HPO₄·12H₂O加入至1升去離子水中，用HCl調節pH至7，配成培養基；

所述酸性微量元素溶液是指：每升溶液含100mM HCl、2.085g FeSO₄·7H₂O、68mgZnSO₄·7H₂O、14mg H₃BO₃、120mg CoCl₂·6H₂O、500mg MnCl₂·4H₂O、320mg CuSO₄、95mgNiCl₂·6H₂O，余量為水；

所述堿性微量元素溶液是指：每升溶液含10mM NaOH、67mg SeO₂、50mg Na₂WO₄·2H₂O、242mg Na₂MoO₄·2H₂O，余量為水；

(2)初始接種源富集和接種

A、在浙江省杭州市浙江大學紫金港校區的濕地取水底淤泥樣品，將其加入步驟(1)所述無機培養基中，淤泥樣品與無機培養基的質量配比關系為1g/L；然后繼續添加銻酸鹽，使混合物中Sb(V)的質量濃度為50mg/L；在嚴格厭氧條件下進行培養2個月，在培養過程中及時補充銻酸鹽以保持Sb(V)離子濃度不變；培養結束后，得到菌液；

B、取50ml菌液接種至序批式膜生物反應器中，以步驟(1)中所述無機培養基作為序批式膜生物反應器的運行液；

(3)反應階段

A、向運行液中添加銻酸鹽，使運行液中Sb(V)質量濃度小于50mg/L；以純度99.99％的氬氣曝氣40分鐘以保持厭氧條件，通過頂空中的O₂濃度計算培養基中溶解的O₂以控制溶解氧濃度<10μg/L；

B、以批量模式操作序批式膜生物反應器，運行過程中連續通入甲烷氣體并保持攪拌；控制甲烷壓力在15psig，反應器于35±1℃恒溫室中運行，通過液體取樣口取樣分析Sb(V)濃度；

C、在第一次添加的Sb(V)被完全除去后，立即添加銻酸鹽使運行液中Sb(V)離子質量濃度為100mg/L，繼續運行反應器；在第二次添加的Sb(V)被完全除去后，立即添加銻酸鹽使運行液中Sb(V)離子質量濃度為140mg/L，繼續運行反應器直至Sb(V)離子被完全除去；最終收集聚集在反應器膜上的晶型沉淀，即為Sb₂O₃。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述銻酸鹽是指阿拉丁優級純試劑焦銻酸鉀。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述序批式膜生物反應器的結構如下：反應器具有容器狀本體，設有生物取樣口和生物富集口，均通過橡膠管連接至甲烷鋼瓶減壓閥出口處；反應器頂部開口由橡膠塞密封，橡膠塞上設氣體取樣口和液體取樣口；反應器內置轉子，利用磁力攪拌器混合反應體系；

所述生物富集口由多根長度小于10cm的疏水性微孔聚乙烯膜填充，生物取樣口由多根長度小于5cm的疏水性微孔聚乙烯膜填充；每根疏水性微孔聚乙烯膜的外徑為280μm內徑為180μm，其微孔直徑為0.1～0.15μm，總膜表面積為3.6×10^-3m²。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述序批式膜生物反應器的總體積為1000mL，其中有效溶液體積為600mL。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述甲烷鋼瓶減壓閥的出口處壓力為2.02atm。