[發明專利]一種基于緩釋碳源耦合生物電化學系統精準完全脫氯氯代烴的方法

有效

• 申請號: 202210106240.4
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114524505B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 李智靈;柏才華;王愛杰;陳雪琪;俎云霞;劉襯襯;曹迪;程浩毅
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F3/00
• 分類號: C02F3/00;C02F3/34;C02F101/36
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 王芳

1.一種基于緩釋碳源耦合生物電化學系統精準完全脫氯氯代烴的方法，其特征在于，該方法基于生物電化學反應器實現，所述的生物電化學反應器包括陰極室、陽極室、甘汞電極、碳刷和質子交換膜，其中陰極室和陽極室以質子交換膜分隔，兩支碳刷分別置于陰極室和陽極室內，甘汞電極插入陰極室內；

該方法包括以下步驟：

步驟1，緩釋碳源β-羥基丁酸PHB的預處理：使用去離子水對緩釋碳源清洗2～3遍，自然干燥；

步驟2，活性污泥的預處理：將活性污泥靜置2h，倒掉上清液；

步驟3，生物電化學反應器的啟動，過程如下：

首先，將經過步驟1預處理后的緩釋碳源PHB置于陰極室內，并向生物電化學反應器內充入氮氣，使生物電化學反應器充滿氮氣；

然后，向陰極室內加入氯代烴和培養基，并加入經過步驟2預處理的活性污泥，向陽極室內加入亞鐵氰化鉀溶液；

最后，陰極室內碳刷作為工作電極，將陰極室內碳刷、陽極室內碳刷和甘汞電極與恒電位儀相連，設定工作電極的電位相對于參比電極的電位為-0.5V，反應器開始運行，當陰極室內氯代烴降解完成后，更換陰極室和陽極室的溶液，重復5～6次，完成生物電化學反應器的啟動；

所述的步驟3中緩釋碳源PHB的加入量為5g，活性污泥加入量為10mL；

所述的步驟3中氯代烴和培養基的加入量為70mL，其中氯代烴濃度為0.5～1mmol/L；

所述的步驟3中加入的亞鐵氰化鉀溶液的濃度為50mmol/L，加入量為80mL；

步驟4，生物電化學反應器的運行：將預處理后的緩釋碳源PHB和活性污泥加入到啟動成功的生物電化學反應器的陰極室內，設定工作電極的電位相對于參比電極的電位為-0.5V，每6h對陰極室內的液體進行一次取樣，對氯代烴的降解情況和生成產物進行分析，48h后完成氯代烴的完全脫氯；

所述的氯代烴為四氯乙烯PCE、三氯乙烯TCE、順1,2-二氯乙烯cis-1,2-DCE或氯乙烯VC。

2.根據權利要求1所述的一種基于緩釋碳源耦合生物電化學系統精準完全脫氯氯代烴的方法，其特征在于，1L所述的培養基按照如下組成成分配置：11.55gNa₂HPO₄·12H₂O、2.77gNaH₂PO₄·2H₂O、0.31gNH₄Cl、0.13g?KCl、1mL維生素液、1mL礦質元素液和余量的蒸餾水；

其中1L所述的維生素液包含20mg生物素、20mg葉酸、100mg鹽酸吡哆醇、50mg硫胺素VB₁、50mg核黃素、50mg煙酸、50mg泛酸鈣、1mg微生物B₁₂、50mg對氨基苯甲酸、50mg硫酸鋅和余量的蒸餾水；

其中1L所述的礦質元素液包含1.5g次氮基三乙酸、3.0g?MgSO₄·7H2O、0.5gMnSO₄·H₂O、1.0gNaCl、0.1g?FeSO₄·7H₂O、0.1g?CoCl₂·6H₂O、0.1g?CaCl₂、0.1g?ZnSO₄·7H₂O、0.01gCuSO₄·5H₂O、0.01gAlK(SO₄)₂·12H₂O、0.01g?H₃BO₃、0.01gNa₂MoO₄·2H₂O和余量的蒸餾水。