基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用制造技术

本发明专利技术公开一种基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，涉及水处理技术领域。本发明专利技术公开的生物铁锰氧化物去除水体中双酚A和吲哚的方法为：将锰氧化真菌接种到含有铁离子、锰离子和双酚A或吲哚溶液的培养基中进行培养驯化，生成的生物铁锰氧化物实现对双酚A或吲哚的去除。这种以锰氧化真菌为驱动源生成的铁锰氧化物制备简单、无需外加能源，同时兼具铁氧化物和锰氧化物的综合特性，能够实现对双酚A和吲哚的完全去除。此外，生物铁锰氧化物降解双酚A或吲哚过程中释放的铁锰离子又能够在锰氧化真菌的作用下再次生成生物铁锰氧化物，避免造成二次污染。避免造成二次污染。

【技术实现步骤摘要】
基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用


[0001]本专利技术涉及水处理
，尤其是涉及一种以锰氧化真菌为驱动源的生物铁锰氧化物去除水体中双酚A和吲哚的方法。

技术介绍

[0002]双酚A作为一种内分泌干扰物，会对生殖、神经、应激行为、新陈代谢和骨骼发育等造成严重伤害，现被广泛应用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂以及食品、饮料瓶的涂层。目前在各种环境介质、食物，甚至人体中都能检测到双酚A的存在。并且，在我国大量河湖水体，甚至水源水中都能检测到双酚A，其中一些地区的双酚A污染浓度呈逐年递增的趋势。这些双酚A主要通过地表径流和污水处理厂尾水进入河湖水体，河湖水体中的双酚A通过藻类、浮游动物、鱼类等水生生物能够进行转移和富集，造成生态和健康风险，其中污水处理厂尾水被认为是最主要的来源。因此，有必要对河湖水体，尤其是污水处理厂尾水，进行双酚A等酚类有机污染的深度净化。
[0003]目前水体中双酚A的去除方法主要包括吸附法、微生物法和化学氧化法。吸附法依靠吸附剂将双酚A从水溶液中转移到吸附剂表面，但是单一的吸附体系只是将双酚A转移到另一种介质中，未进行转化或降解，污染问题仍未彻底解决。微生物法将双酚A作为微生物生长所需碳源进行代谢降解，但代谢降解效率受外界环境(如氧含量)影响大，去除效果不够稳定。化学氧化法利用氧化性基团对双酚A进行氧化降解，虽然很多氧化剂对双酚A去除效果优良，但大量投加成本较高，且有可能造成二次污染。
[0004]吲哚是一种典型的含氮杂环化合物，是污水恶臭污染的主要污染物之一，具有强烈的粪臭味且扩散力强，味道持久。其往往很难被传统水处理工艺，如常规生物处理单元和混凝、过滤等物化处理单元，有效去除，而部分吸附剂虽然可以将吲哚去除，但只是将污染物转移到吸附剂上，并未将其降解。芬顿反应、光催化等高级氧化法虽然可以降解吲哚，但能耗成本高且反应条件苛刻。
[0005]铁锰离子在水环境中普遍存在且氧化还原活性高，容易发生电子转移，在氧气和锰氧化真菌的作用下能够生成生物铁锰氧化物，这种微生物驱动生成的铁锰氧化物制备简单、无需外加能源，同时兼具铁氧化物和锰氧化物的综合特性，具有较强的吸附和氧化能力，本专利技术技术人员根据生物铁锰氧化物的特性，来实现对双酚A和吲哚的高效去除。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种给予锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物去除水体中双酚A和吲哚的方法，该方法具有简单廉价、生态友好、污染去除彻底、无二次污染的优点。
[0007]为了实现本专利技术的目的，本专利技术提供了一种基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，所述生物铁锰氧化物用来去除水体中双酚A；
[0008]所述生物铁锰氧化物去除水体中双酚A的方法，包括以下具体步骤：
[0009]将锰氧化真菌接种到含有铁离子、锰离子和双酚A的培养基中进行培养驯化，生成
的生物铁锰氧化物实现对双酚A的去除。
[0010]本专利技术还提供了一种基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在去除水体中吲哚中的应用，该生物铁锰氧化物去除水体中吲哚的方法，包括以下具体步骤：
[0011]将锰氧化真菌接种到含有铁离子、锰离子和吲哚的培养基中进行培养驯化，生成的生物铁锰氧化物实现对吲哚的去除。
[0012]进一步的，所述锰氧化真菌为Cladosporiumsp.XM01，中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号：CGMCC NO.21083。
[0013]进一步的，所述锰氧化真菌为从富含锰元素的土壤中或水体中分离得到的锰氧化真菌。
[0014]进一步的，所述铁离子的浓度为0～1mM，所述锰离子的浓度为0.05～0.4mM。
[0015]进一步的，所述双酚A的浓度为1～50mM。
[0016]进一步的，所述吲哚溶液的浓度为0～0.2mM。
[0017]进一步的，所述培养基为HAY液体培养基，具体包括以下组分：0.25g/L CH3COONa、0.15g/L酵母粉、0.05g/L MgSO4·
7H2O、5mg/LK2HPO4、5.6mg/LCaCl2、0.9mg/L ZnSO4·
7H2O、0.6mg/L Na2MoO4·
2H2O、5mg/L H3BO3和10μg/L CuSO4·
5H2O；
[0018]所述培养基中的缓冲液为20mM的HEPES。
[0019]进一步的，所述培养基pH值为6.5
‑
6.8。
[0020]进一步的，所述培养驯化时间为3
‑
5天。
[0021]本专利技术取得了以下有益效果：
[0022]1、本专利技术提供的基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物去除水体中双酚A和吲哚的方法，该方法依靠锰氧化真菌驱动铁锰离子生成生物铁锰氧化物，这种微生物驱动生成的铁锰氧化物制备简单、无需外加能源，同时兼具铁氧化物和锰氧化物的综合特性，依靠铁氧化物的吸附作用和锰氧化物的吸附氧化作用能够实现对水体双酚A和吲哚的快速彻底去除。
[0023]2、本专利技术的方法中的生物铁锰氧化物降解双酚A和吲哚时释放的铁锰离子能够在锰氧化菌的作用下再次生成生物铁锰氧化物，避免二次污染。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一实施例的锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物对双酚A的降解效果图；
[0025]图2为本专利技术一实施例的锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物对吲哚的降解效果图；
[0026]图3为本专利技术一实施例的生物铁锰氧化物的扫描电镜图；
[0027]图4为本专利技术一实施例的生物铁锰氧化物的透射电镜图。
具体实施方式
[0028]下面对本专利技术的具体实施方式进行详细地描述。本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0029]实施例1
[0030]本实施例的基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物去除水体中双酚A的方法，具体包括以下步骤：
[0031](1)配制锰氧化真菌培养用HAY液体培养基，具体配方为：0.25g/L CH3COONa、0.15g/L酵母粉、0.05g/L MgSO4·
7H2O、5mg/L K2HPO4、5.6mg/LCaCl2、0.9mg/LZnSO4·
7H2O、0.6mg/L Na2MoO4·
2H2O、5mg/L H3BO3、10μg/L CuSO4·
5H2O，培养基中缓冲液为20mM的HEPES；HAY液体培养基pH为6.7。
[0032](2)将锰氧化真菌(Cladosporiumsp.XM01，中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号：CGMCC NO.21083)接种到步骤(1)配制的HAY液体培养基中。
[0033](3)将过滤灭菌的FeCl2、MnCl2和双酚A溶液添加到步骤(1)配制的液体培养基中，使其浓度分别达到0.8mM、0.2mM和0.02mM。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，其特征在于，所述生物铁锰氧化物用来去除水体中双酚A；所述生物铁锰氧化物去除水体中双酚A的方法，包括以下具体步骤：将锰氧化真菌接种到含有铁离子、锰离子和双酚A的培养基中进行培养驯化，生成的生物铁锰氧化物实现对双酚A的去除。2.一种基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，其特征在于，所述生物铁锰氧化物用来去除水体中吲哚；所述生物铁锰氧化物去除水体中吲哚的方法，包括以下具体步骤：将锰氧化真菌接种到含有铁离子、锰离子和吲哚溶液的培养基中进行培养驯化，生成的生物铁锰氧化物实现对吲哚的去除。3.根据权利要求1或2所述的基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，其特征在于，所述锰氧化真菌为Cladosporiumsp.XM01，中国普通微生物菌种保藏管理中心，保藏号：CGMCC NO.21083。4.根据权利要求1或2所述的基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，其特征在于，所述锰氧化真菌为从富含锰元素的土壤中或水体中分离得到的锰氧化真菌。5.根据权利要求1或2所述的基于锰氧化真菌驱动的生物铁锰氧化物在水处理中的应用，其特征在于，所述铁离子的浓度为0～1mM，所述锰离子的浓度为0.05～0.4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云惠，胡峰，徐祖信，金伟，王美，朱佳仪，艾克依旦木，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：