[發明專利]一種異化金屬還原菌自驅動同步生物芬頓降解有機污染物的方法

有效

• 申請號: 202111174169.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113755392B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 肖翔;彭潔茹;李常杏;范陽陽;何恩靜;黃靖;曹鳳婷;石玉
• 申請（專利權）人: 安徽大學
• 主分類號: C12N1/20
• 分類號: C12N1/20;C12N1/38;C02F1/72;C12R1/01;C02F101/30
• 代理公司: 合肥輝達知識產權代理事務所(普通合伙) 34165
• 代理人: 汪守勇

一種異化金屬還原菌自驅動同步生物芬頓降解有機污染物的方法，涉及有機污染物降解技術領域。異化金屬還原菌有氧條件下進行芬頓試劑Fe(II)的胞外循環再生，以及同時通過有氧呼吸產生芬頓試劑Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;。Fe(Ⅱ)在胞外Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;產生高反應活性的羥基自由基，從而對有機污染物實現高效氧化降解。這種異化金屬還原菌驅動的同步生物芬頓降解方法，對有機污染物具有普遍降解能力，反應條件易控制，無需額外添加芬頓試劑，物料成本低廉，在環境有機污染物降解及異化金屬還原菌的環境修復應用領域有很強的重要價值。

技術領域

本發明涉及有機污染物降解技術領域，具體是涉及一種異化金屬還原菌自驅動同步生物芬頓降解有機污染物的方法。

背景技術

生態環境是關系民生的重大社會問題。隨著我國社會經濟的快速發展，環境有機污染物逐漸增加。環境中大量存在的有機污染物若不加以有效處理，將直接或間接危害人類健康。隨著我國對生態保護和環境治理的日益重視，環境有機污染物的有效控制已成為當前環境領域關注的熱點問題。

相比于傳統的化學-物理等處理技術，生物處理方法因其成本低廉、易于操作、環境友好等優點而日益受到重視，成為環境有機污染治理的重要手段，具有良好的應用前景。但是，對于一些復雜難降解的有機污染物，其可生化性較差，單純的生物處理方法難以直接有效降解。因此，對于含難降解有機污染物廢水的處理，通常使用芬頓氧化法作為廢水生化處理前的預處理工藝，或者作為廢水生化處理后的深度處理工藝。

芬頓(Fenton)氧化法是指在酸性條件下，通過Fe²⁺和H₂O₂反應產生具有強氧化性質的羥基自由基(·OH)，實現有機污染物的高效氧化降解。芬頓法具有無選擇特異性、氧化性強、環境友好等優點，在難降解有機廢物的處理等環保領域中具有重要的應用價值。但是，芬頓氧化工藝需要不斷添加雙氧水和硫酸亞鐵，以及需要額外添加酸、堿調節體系pH值。這使得目前常規芬頓氧化工藝的成本較高，且污泥產生量多。

生物芬頓是近年來出現的新型芬頓技術之一。它利用微生物細胞能夠產生芬頓試劑H₂O₂(通過微生物利用O₂胞內有氧呼吸)和Fe(II)(通過微生物對Fe(III)的胞外還原)，從而驅動Fenton反應持續產生·OH自由基，進行有機污染物的降解。通過現有部分文獻報道可知，異化金屬還原細菌是一類能夠利用金屬離子作為電子受體進行厭氧呼吸的微生物，但是當前基于異化金屬還原細菌的生物修復方法，是需要缺氧/有氧重復操作來實現芬頓試劑Fe(II)再生和H₂O₂產生。這使得兩種芬頓試劑的生物產生是相互間隔的，不能滿足芬頓反應的持續發生。同時，該修復體系操作繁瑣、耗時冗長，嚴重限制生物芬頓在有機污染物修復中的實際應用。因此，亟需發展一種新型的基于異化金屬還原細菌驅動的自主連續式生物芬頓反應系統及降解方法。

發明內容

針對當前異化金屬還原細菌驅動的缺氧/有氧重復芬頓降解技術，存在操作繁瑣，耗時冗長的技術缺陷，本發明的目的在于提出一種簡單、綠色、低成本的異化金屬還原菌自驅動同步生物芬頓降解有機污染物的方法。

為了實現上述目的，本發明所采用的技術方案為：

一種異化金屬還原菌自驅動同步生物芬頓降解有機污染物的方法，異化金屬還原菌在有氧條件下進行芬頓試劑Fe(II)的胞外循環再生，同時通過有氧呼吸產生芬頓試劑H₂O₂，從而驅動Fenton反應持續產生高反應活性的羥基自由基·OH自由基，對有機污染物實現高效氧化降解。