一种去除水中Ｃｒ（ＶＩ）的方法技术

本发明专利技术涉及一种去除水中Ｃｒ（Ⅵ）的方法。现有的微生物去除法或铁矿石去除法存在各自的不足。本发明专利技术方法包括驯化微生物和处理应用。驯化微生物是将取得的城市生活污水处理厂的厌氧消化污泥沉降后的加入微生物营养液，形成混合液；向混合液中添加含Ｃｒ（Ⅵ）溶液，对微生物进行驯化。处理应用是倒出混合液中的上清液后加入碾碎后的天然铁矿石，并添加微生物营养液作为反应体；将反应体加至含Ｃｒ（Ⅵ）的废水中。本发明专利技术中，铁离子可以大大加快微生物对Ｃｒ（Ⅵ）的去除速率，并且作为Ｃｒ（Ⅵ）微生物还原的催化剂可以循环使用。本发明专利技术整个体系反应很快，价格低廉，适用于含Ｃｒ（Ⅵ）废水及地下水中Ｃｒ（Ⅵ）的有效快速去除。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体涉及一种利用天然铁矿石和微生物 联合去除水中Cr(VI)的方法。
技术介绍
生产和生活过程中排放的各种污染物通过各种途径进入环境，严重污 染了大气、土壤、地下水和地表水系统，严重威胁着人类的健康生活。其 中Cr(VI)是地下水、土壤和地表水体中普遍存在的优先污染物之一，尤其 是在电镀、制革行业废水中含有大量的Cr(VI)。Cr(VI)、总铬为《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的第一类污染 物，其最高允许排放质量浓度分别为0.5mg/L和1.5mg/L。 Cr(VI)是国际 抗癌研究中心和美国毒理学组织公布的致癌物，具有明显的致癌作用，常 接触大剂量Cr(VI)会引起接触部位的溃疡或造成不良反应。摄入过量的 Cr(VI)会引起肾脏和肝脏受损、恶心、胃肠道剌激、胃溃疡、痉挛甚至死 亡。Cr(VI)还会进入DNA遗传给下一代。据试验，水中含铬lmg/L时，可 刺激作物生长，1 10 mg/L时会使作物生长缓慢，到100mg/L时作物停止 生长，濒于死亡。废水中含铬化合物时，会降低废水生物处理的效率。近年来，已发现多种微生物具有较好的耐络性，并能在厌氧状态下将 剧毒的Cr(VI)还原成相对低毒的Cr(III)。这使得使用微生物法处理含铬 废水因具投资小、运行费用低、无二次污染等优点，越来越受到人们的关 注。根据所用微生物的生长状态不同，目前微生物法可分为失活微生物体 吸附法和活体微生物法两类。失活微生物体吸附法是指利用非生物活性微 生物的化学结构及成分特性，先吸附废水中的Cr(VI)离子，再分离去除 Cr(VI)的方法，目前已发现霉菌、酵母菌、藻类、细菌等多种微生物具有 吸附去除能力。活体微生物法是使用处于生长状态的微生物处理含Cr(VI) 废水的方法。与前述方法中微生物仅能吸附Cr(VI)相比，活体微生物对 Cr(VI)不仅具有吸附作用，还具有酶的催化转化作用、代谢产物的还原作 用、絮凝作用和沉淀作用等多种对Cr (VI)的去除途径。但是，微生物法也存在其不足，如功能细菌还原能力低，易受高浓度 Cr(VI)的毒害，废水中共存的阴阳离子影响微生物的Cr(VI)还原能力，多余微生物需灭菌后再向环境排放，否则会造成细菌性二次污染等。此外，对Cr(VI)处理的研究中，也有使用铁矿石去除的方法。使用黄 铁矿、褐铁矿、磁黄铁矿等处理Cr(VI)的方法也多见报道。该方法为化学处理方法，铁矿石一次使用后需抛弃处理，不能循环使用。以上研究虽然均能够有效地去除Cr(VI)污染，但仍面临着以下挑战(1) 微生物直接还原Cr(VI)的反应效率较低；(2) 使用的微生物均为特种微生物，需特别驯化和分离，并需特殊条件 下培养，分离复杂，培养条件苛刻；(3) 添加的Fe(0H)3等化学物质为实验室制备而成，价格较高；(4) 天然铁矿石直接去除所使用的铁矿石只能一次性使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种天然铁矿石和微生物 联合去除水中Cr (VI)的方法。本专利技术方法包括驯化微生物和处理应用。 驯化微生物的具体方法是(1) 取得城市生活污水处理厂的厌氧消化污泥，沉降1 3小时；(2) 沉降后的污泥在通入氮气保持厌氧环境的条件下加入微生物营养 液，形成混合液；污泥与微生物营养液的体积比为1: 10 25;所述的微生物营养液配方为每升微生物营养液含C2H302Na 2800mg、 Na2HP04'12H20 1 500mg、 KH2P04 950mg、 NaN03 1 000mg、 Na2S03 70mg、 MgS04 100mg、 EDTA 3mg、微量元素溶液20ml，其余为蒸馏水；所述的微量元素溶液每升中含CaCl2 200mg、 MnS04 50mg、 Na2Mo04 10mg、 CuS04'5H20 10mg，其余为蒸馏水；(3) 向混合液中添加含Cr(VI)溶液，对微生物进行驯化，其中每3 5 天倒出混合液中的上清液，然后加入与上清液同体积的微生物营养液和同 质量的Cr(VI);所述的向混合液中添加含Cr(VI)溶液，首先向每升混合液添加含1 2 mg Cr(VI)的溶液，以后间隔3 15天提高一次Cr(VI)添加量，直至2 3 个月后Cr(VI)的添加量达到25 30 mg，在此添加量下保持5 10天。处理应用的具体方法是(1) 倒出混合液中的上清液，在驯化后的微生物中加入碾碎后的天然铁 矿石，并按照驯化微生物中步骤(2)的比例添加微生物营养液，作为反应 体；其中微生物在3000rpm下离心10min后的质量与天然铁矿石质量的比 例为4 20: 1;所述的天然铁矿石为褐铁矿、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿中的一种或 几种的混合；(2) 将反应体加至含Cr (VI)的废水中，反应体中的微生物的质量与废水 中含有的Cr(VI)的质量的比例为1000: 1 6。本专利技术中，铁离子可以大大加快微生物对Cr(VI)的去除速率，并且作 为Cr(VI)微生物还原的催化剂可以循环使用。 本专利技术与现有技术相比具有的有益效果(1) 微生物原菌取自城市生活污水处理厂，容易获得，不需特殊菌种；(2) 微生物驯化容易，条件要求不苛刻，只需使用普通微生物培养配 方，并逐步提高Cr(VI)向水中的添加量即可；(3) 微生物耐受性强， 一个月不加营养液仍可存活，并保持较高的降解 能力；(4) 体系中使用的天然铁矿石容易取得，价格低廉，除碾碎外不需经过 任何其他处理，并不需重复加入；(5) 整个体系反应很快，价格低廉，适用于含Cr(VI)废水及地下水中 Cr(VI)的有效快速去除。具体实施例方式本专利技术的天然铁矿石-微生物联合去除水中Cr(VI)的处理方法的具体 实施步骤为取得城市生活污水处理厂的厌氧消化污泥并静置沉降，按照
技术实现思路
中具体步骤所述方法驯化微生物，并按其中所述比例在驯化后的微生物中加入碾碎后的天然铁矿石，添加微生物营养液，作为反应体。将 反应体加至含Cr(VI)的废水中，反应体中的微生物的质量与废水中含有的 Cr(VI)的质量的比例为1000: 1 6。其中，所述的天然铁矿石为褐铁矿、 黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿中的一种或几种的混合，可重复使用。微生物营养液配方为每升微生物营养液含C2H302Na 2800mg、 Na2HP04* 12H20 1500mg、 KH2P04 9 50mg、 NaN03 1000mg、 Na2S03 70mg、 MgS04 1 00mg、 EDTA 3mg、微量元素溶液20ml，其余为蒸馏水；微量元素溶液每升中含 CaCl2 200mg、 MnS04 50mg、 Na2Mo04 10mg、 CuS(V5H20 10mg，其余为蒸馏 水。天然铁矿石-微生物联合体系为化学一生物协同反应体系。驯化微生 物，并向其中加入天然铁矿石，利用微生物的还原作用和铁矿石的电子传 递及部分铁矿石的还原作用，去除水中Cr(VI)。本专利技术中天然铁矿石-微生物联合体系在厌氧的还原环境下，即发生具 有高效修复含Cr(VI)水体作用的反应。在自然界中水温的常见范围， 一般 较佳温度值为3(TC;水的pH值为中性，无需调节；适合常见的地下水中污 染物的浓度范围为0. 05 30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种去除水中Ｃｒ（Ⅵ）的方法，包括驯化微生物和处理应用，其特征在于：　驯化微生物的具体步骤是：　（ａ）取得城市生活污水处理厂的厌氧消化污泥，沉降１～３小时；　（ｂ）沉降后的污泥在通入氮气保持厌氧环境的条件下加入微生物营养液，形成混合液；污泥与微生物营养液的体积比为１∶１０～２５；　所述的微生物营养液配方为：每升微生物营养液含Ｃ↓［２］Ｈ↓［３］Ｏ↓［２］Ｎａ２８００ｍｇ、Ｎａ↓［２］ＨＰＯ↓［４］.１２Ｈ↓［２］Ｏ１５００ｍｇ、ＫＨ↓［２］ＰＯ↓［４］９５０ｍｇ、ＮａＮＯ↓［３］１０００ｍｇ、Ｎａ↓［２］ＳＯ↓［３］７０ｍｇ、ＭｇＳＯ↓［４］１００ｍｇ、ＥＤＴＡ３ｍｇ、微量元素溶液２０ｍｌ，其余为蒸馏水；　所述的微量元素溶液每升中含ＣａＣｌ↓［２］２００ｍｇ、ＭｎＳＯ↓［４］５０ｍｇ、Ｎａ↓［２］ＭｏＯ↓［４］１０ｍｇ、ＣｕＳＯ↓［４］.５Ｈ↓［２］Ｏ１０ｍｇ，其余为蒸馏水；　（ｃ）向混合液中添加含Ｃｒ（Ⅵ）溶液，对微生物进行驯化，其中每３～５天倒出混合液中的上清液，然后加入与上清液同体积的微生物营养液和同质量的Ｃｒ（Ⅵ）；　所述的向混合液中添加含Ｃｒ（Ⅵ）溶液，首先向每升混合液添加含１～２ｍｇ　Ｃｒ（Ⅵ）的溶液，以后间隔３～１５天提高一次Ｃｒ（Ⅵ）添加量，直至２～３个月后Ｃｒ（Ⅵ）的添加量达到２５～３０ｍｇ，在此添加量下保持５～１０天；　处理应用的具体步骤是：　（ｄ）倒出混合液中的上清液，在驯化后的微生物中加入碾碎后的天然铁矿石，并按照步骤（ｂ）的比例添加微生物营养液，作为反应体；其中微生物在３０００ｒｐｍ下离心１０ｍｉｎ后的质量与天然铁矿石质量的比例为４～２０∶１；　所述的天然铁矿石为褐铁矿、黄铁矿、磁铁矿、磁黄铁矿中的一种或几种的混合；　（ｅ）将反应体加至含Ｃｒ（Ⅵ）的废水中，反应体中的微生物的质量与废水中含有的Ｃｒ（Ⅵ）的质量的比例为１０００∶１～６。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王倩，徐新华，赵方林，刘之浩，许吉男，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]