[發明專利]一種黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻的制備方法

有效

• 申請號: 201810671355.1
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN108971220B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 胡清遠;徐彬;王巧楠;金嬌君;頓雯靜;汪洋洋;葉一姿;葉瀟瑩
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: B09C1/10
• 分類號: B09C1/10;B09C1/08;B09C1/00
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發明公開了一種黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻的制備方法。該反應墻由黃鐵礦，緩釋性營養肥料和生物炭固定化微生物按質量比4:1:4均勻組成。緩釋性肥料為市售好康多緩釋肥，生物炭由椰子殼在300℃下缺氧灼燒而成。微生物是Shewanella decolorationis。本發明還公布了生物炭固定化微生物的方法。本發明黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻利用了黃鐵礦中Fe(II)還原反應迅速的優點，同時微生物不斷繁殖、將生成的Fe(III)還原為Fe(II)保證反應持續進行。該方法操作簡單、成本低廉，制得的反應墻對重金屬和多氯聯苯類有機物均有較高去除率，且使用壽命長。

技術領域

本發明涉及一種黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻的制備方法，屬于環境保護技術領域。

背景技術

滲透性反應墻(PRB)技術是近年新興的一類土壤和地下水原位修復技術，目前已經成為國外重金屬污染修復的主要技術，也逐漸成為我國土壤和地下水修復領域的研究重點。反應介質是PRB技術修復效果的關鍵。主要有氧化還原反應介質、吸附反應介質、沉淀反應介質和混合反應介質。

零價鐵因其反應速度快、還原電勢高以及廉價易得等優點，已成為水體原位修復中最有效的反應介質之一，也是PRB技術最常用的介質之一，能夠有效還原修復受多種有機物和重金屬污染的水體。

大量的實驗和場地運行數據表明零價鐵-PRB會隨著時間的推移去除能力下降，修復效果變差。主要是由于在還原污染物的過程中，零價鐵被氧化為Fe(III)和Fe(II)，并生成氫氧化物覆蓋于表面，減少了零價鐵表面的活性位點。同時沉淀產物容易堵塞墻體材料的孔道，降低PRB的滲透性。

除了零價鐵，Fe(II)也具有還原性。使用Fe(II)礦物如黃鐵礦，赤鐵礦，菱鐵礦去除水中的有機物和重金屬的方法逐漸開始引起重視。

黃鐵礦是地殼中分布最廣的一種硫化物礦物，主要成分是二硫化亞鐵(FeS₂)，含有具有還原性的Fe²⁺離子和多硫離子(S₂^2-)。可以還原重金屬和有機物。但Fe(II)的還原電勢低于零價鐵，所以更易被消耗，若用作PRB材料，使用壽命短。

20世紀初，微生物異化Fe(III)還原就已被認知。異化鐵還原微生物可在代謝過程中以Fe(III)為外源電子受體來氧化有機物，并在此過程中將Fe(III)還原為Fe(II)。PRB修復多處于厭氧環境，若能利用異化鐵還原菌還原黃鐵礦表面的Fe(III)，生成具有還原性的Fe(II)，可以有效的解決黃鐵礦中Fe(II)消耗導致PRB長期處理能力的下降的問題。

但鐵礦石比表面積不大,不利于微生物的生長,比較難構建鐵礦石-微生物去除體系。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻的制備方法。利用黃鐵礦與異化鐵還原菌的協同作用處理地下水和土壤中的污染物。解決傳統PRB填料易鈍化壽命低的問題。

一種黃鐵礦微生物聯合滲透性反應墻，由黃鐵礦，緩釋營養肥料，生物炭固定化微生物組成。

黃鐵礦通過球磨機粉碎，粒徑為20-40目。

營養肥料為市售緩釋肥料好康多。

生物炭由2-3cm的椰子殼在300℃缺氧灼燒2h后，用0.1mol/L鹽酸浸泡12h洗去灰分，去離子水沖洗至pH值恒定，于105℃烘箱內烘干。研磨至粒徑20-40目。

微生物為Shewanella decolorationis(MCCC 1A11454)，購買于中國海洋微生物菌種保藏管理中心，活化后保存于LB斜面。