一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，属于铀矿区污染水体修复技术领域。将从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥，采用无菌水混合得到带菌混合液；将得到的带菌混合液置于LB培养基中，在环境温度为25+1℃，生长时间24~48h，得到混合液细菌；将混合液细菌置于脱氮解磷培养基中，经多次传代培养，得到脱氮聚磷微生物悬液；将得到的脱氮聚磷微生物悬液植入含铀废水中，密封条件下常温反应，去除固定铀。本发明专利技术的脱氮聚磷微生物分解植酸等有机磷为磷酸盐，再通过其诱导U‑P形成鳞片状晶质沉淀实现对铀的固定。

【技术实现步骤摘要】
一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法
本专利技术涉及一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，属于铀矿区污染水体修复

技术介绍
铀矿采冶、加工利用与废物处理处置等各个环节对生态环境造成了不同程度的影响。通过微生物的介导作用将溶解态铀等元素“原位固定”到矿化晶格中，因其具有安全、环保等优势，被认为是阻控铀等元素进一步迁移扩散的潜在方法。时下，在全面推进生态文明建设与环境保护的重大战略需求矿区生态环境恢复治理已经成为现代社会发展的重要任务。目前对于低、轻度面源铀污染水体或土壤的恢复治理，从治理成本、处理效果以及对生态环境影响等诸方面综合来看，采用微生物治理/修复的方法是比较实际的选择。自90年代初Lovley等提出利用地杆菌将铀还原为UO2(s)阻滞铀迁移扩散的设想以来，近30年利用细菌还原固定铀的思路一直是本领域研究热点，美国在橡树岭基地也开展了现场实验。但实用化进展依然缓慢，其问题的关键是细菌还原产物存在不稳定的瓶颈、需持续补充碳源以维持还原环境。此外，由于铀矿酸法浸出是工艺成熟、应用广泛的采冶技术。在整个核工业生产过程中，硝酸及硝酸盐有着广泛的应用，从铀矿开采到乏燃料处理都有硝酸及其化合物的参与与生成。硝酸的存在不仅会抑制铀的去除/固定,而且促进铀的迁移、携带铀等有毒有害物质会在水动力作用下运移、扩散，对周边环境构成潜在危害。因此，铀矿区污染水体的同步脱氮除/固铀具有重要意义。专利申请号2019111781981，名称为一种可有效抵抗U(Ⅳ)重氧化的铀污染水体微生物处理方法。该专利申请公开了向含铀废水中加入厌氧颗粒污泥和甘油磷酸酯，置于厌氧反应装置中密封反应，去除含铀废水中的铀。该申请主要解决的是现有厌氧颗粒污泥除铀初始反应条件为厌氧或缺氧环境，反应条件苛刻，且单体U(Ⅳ)沉淀极易氧化为可溶性的U(Ⅵ)。但是该厌氧颗粒污泥中的微生物需要配合加入甘油磷酸酯才能解决技术问题，方法复杂，生成成本高，而且生成的还原物容易被氧化。MicrobialFuelCellforsimultaneousremovalofuranium(VI)andnitrate；AnkishaVijay等，公开了一种微生物染料电池去除可溶性的U(Ⅵ)和硝酸盐的方法。该现有技术微生物染料电池装置，在阴极上生成磷酸铀酰去除可溶性的U(Ⅵ)和硝酸盐。但是该方法必须要依赖微生物染料电池装置，在反应过程中提供电子，沉淀物不稳定。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题及不足，本专利技术提供一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法。本专利技术的脱氮聚磷微生物分解植酸等有机磷为磷酸盐，再通过其诱导U-P形成鳞片状晶质沉淀实现对铀的固定。本方法通过这种非还原方式生成的产物能在氧化环境下稳定存在，并且不需要添加电子供体，有望突破还原产物不稳定的瓶颈问题，更具应用价值。此外，本方法中的脱氮聚磷微生物具有脱氮功能，能将硝酸（盐）转化为氮气去除，提高pH值的同时，能进一步阻控铀等重金属类污染物迁移扩散，消除或降低其对周边环境危害的潜在风险。本专利技术通过以下技术方案实现。一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，其包括如下步骤：（1）菌株混合液：将从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥，采用无菌水混合得到带菌混合液，带菌混合液中活性污泥浓度3~5g/L；（2）混合液细菌培养：将步骤（1）得到的带菌混合液置于LB培养基中，在环境温度为25+1℃，生长时间24~48h，得到混合液细菌，其中LB培养基通过以下制备：蒸馏水、酵母浸膏5~5.2g/L、胰蛋白胨10~12g/L、NaCl5~6g/L；微量元素配方:(NH4)6(MO7)240.1~0.2mg/L，H3BO31.0~1.2mg/L，CoCl21.5~1.52mg/L，CuSO40.1~0.2mg/L，MnCl20.5~0.6mg/L，ZnSO40.1~0.15mg/L，氢氧化钠调pH7.0~7.2，120℃灭菌30分钟；（3）脱氮聚磷微生物悬液培养：将混合液细菌置于脱氮解磷培养基中，经多次传代培养，得到脱氮聚磷微生物悬液；其中脱氮解磷培养基通过以下制备：蒸馏水、硝酸铀酰0.05~0.06g/L、植酸1~1.2g/L、硝酸钾1~1.2g/L、七水硫酸镁0.5~0.6g/L、氯化钾0.5~0.6g/L、四水合硫酸亚铁0.01~0.02g/L、四水硫酸锰0.01~0.02g/L，氢氧化钠调pH值为7.0~7.4，120℃灭菌30分钟；（4）去除固定铀：将步骤（3）得到的脱氮聚磷微生物悬液植入含铀废水中，密封条件下常温反应，去除固定铀。所述步骤（1）中带菌混合液溶解氧含量3~5mg/L，溶解氧<3mg/L细菌的除铀能力明显降低，溶解氧>5mg/L细菌的脱氮能力明显降低。所述步骤（3）脱氮解磷培养基中硝酸铀酰与植酸质量比为1：20。所述步骤（4）中按照含铀废水中铀5~50mg/L植入10mL脱氮聚磷微生物悬液。上述从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥是由多种厌氧微生物构成的微生物聚集体，具有丰富的微生物种群。以厌氧颗粒污泥高效修复铀污染已是公知常识，本申请从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥是公众能获得的生物材料。上述步骤（2）和（3）中氢氧化钠浓度为5mol/L。上述步骤（2）灭菌采用100kPa高压蒸汽灭菌，灭菌时间30分钟，灭菌效果更好。上述步骤（4）无需通氮脱氧。本专利技术的有益效果是：（1）本方法中通过将污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥中的多种微生物得到脱氮聚磷微生物悬液，将该脱氮聚磷微生物悬液直接加入到含铀废水中，分解植酸等有机磷为磷酸盐，再通过其诱导U-P形成鳞片状晶质沉淀实现对铀固定的方法，再通过其诱导U-P形成鳞片状晶质沉淀实现对铀的固定。（2）本方法中的脱氮聚磷微生物悬液具有脱氮功能，能将硝酸（盐）转化为氮气去除，提高pH值的同时，能进一步阻控铀等重金属类污染物迁移扩散，消除或降低其对周边环境危害的潜在风险。附图说明图1是本专利技术脱氮聚磷微生物铀的去除固定效率图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术作进一步说明。实施例1该利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，其包括如下步骤：（1）菌株混合液：将从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥，采用无菌水混合得到带菌混合液，带菌混合液中活性污泥浓度3g/L，带菌混合液溶解氧含量3mg/L；（2）混合液细菌培养：将步骤（1）得到的带菌混合液置于LB培养基中，在环境温度为25+1℃，生长时间24h，得到混合液细菌，其中LB培养基通过以下制备：蒸馏水1L、酵母浸膏5g/L、胰蛋白胨10g/L、NaCl5g/L；微量元素配方:(NH4)6(MO7)240.1mg/L，H3BO31.0mg/L，CoCl21.5mg/L，CuSO40.1mg/L，MnCl20.5mg/L，ZnSO40.1mg/L，氢氧化钠调pH7.0，12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，其特征在于包括如下步骤：/n（1）菌株混合液：将从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥，采用无菌水混合得到带菌混合液，带菌混合液中活性污泥浓度3~5g/L；/n（2）混合液细菌培养：将步骤（1）得到的带菌混合液置于LB培养基中，在环境温度为25+1℃，生长时间24~48h，得到混合液细菌，其中LB培养基通过以下制备：蒸馏水、酵母浸膏5~5.2g/L、胰蛋白胨10~12g/L、NaCl5~6g/L；微量元素配方:(NH

【技术特征摘要】
1.一种利用微生物的脱氮聚磷作用去除固定铀的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）菌株混合液：将从污水处理厂厌氧段生化池获取活性污泥，采用无菌水混合得到带菌混合液，带菌混合液中活性污泥浓度3~5g/L；
（2）混合液细菌培养：将步骤（1）得到的带菌混合液置于LB培养基中，在环境温度为25+1℃，生长时间24~48h，得到混合液细菌，其中LB培养基通过以下制备：蒸馏水、酵母浸膏5~5.2g/L、胰蛋白胨10~12g/L、NaCl5~6g/L；微量元素配方:(NH4)6(MO7)240.1~0.2mg/L，H3BO31.0~1.2mg/L，CoCl21.5~1.52mg/L，CuSO40.1~0.2mg/L，MnCl20.5~0.6mg/L，ZnSO40.1~0.15mg/L，氢氧化钠调pH7.0~7.2，120℃灭菌30分钟；
（3）脱氮聚磷微生物悬液培养：将混合液细菌置于脱氮解磷培养基中，经多次传代培养，得到脱氮聚磷微生物悬液；其中脱氮解磷培养基通过以下制备：...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭文发，唐东山，王亚超，吕俊文，王红强，谢超，黎媛，彭雷，寸金枝，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43