一种处理含高铼酸根废水的方法技术

本发明专利技术属于环境保护技术领域，具体涉及一种处理含高铼酸根废水的方法，其是在含高铼酸根废水中加入黄铁矿和硫酸盐还原菌，通过非生物和生物耦合作用以去除高铼酸根，具体包括以下步骤：将培养至对数期的硫酸盐还原菌菌液，离心后用硫酸盐还原菌培养基收集菌体，然后加入到含有乳酸钠的Tris

【技术实现步骤摘要】
一种处理含高铼酸根废水的方法


[0001]本专利技术属于环境保护
，具体涉及一种处理含高铼酸根废水的方法。

技术介绍

[0002]随着核能的迅速发展及在世界范围内的广泛应用，所产生的核废料的安全处置问题引起了世界各国极大的关注。锝
‑
99(
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Tc)是存在于世界各地的遗留核废料流和受污染的核废料储存场中的长寿命放射性污染物，具有较强的生物毒性和环境威胁性。因涉及核污染和安全防护等问题，普通实验室难以直接对
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Tc进行研究。为了便于开展科研工作，迄今为止许多研究中都使用了非放射性的铼(Re)作为
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Tc的非放类似物，Re与Tc不仅是同族元素，而且化学性质非常接近，例如，在氧化条件下，两种元素都是氧阴离子，它们具有相似的金属
‑
氧键长度和离子半径和离子半径需要注意的是，两者被还原为难溶氧化物反应的标准还原电极电位分别为：ReO4‑
/ReO2＝0.510V，TcO4‑
/TcO2＝0.738V，由于这一差异，与Re相比，将Tc从正七价还原到正四价更为容易。因此，对这一还原过程的研究使用Re作为Tc的类似物是可行的，Re的实验结果完全能够反映对Tc的去除效果。这也是国内外众多研究者使用Re进行研究的原因之一。
[0003]对于ReO4‑
的还原固定，常用的技术包括生物还原和非生物还原，目的都是在封闭系统内部营造一种还原环境，使其被还原固定。
[0004]非生物材料中，天然矿物由于其对环境影响小，且在自然环境中可保持长期稳定，应成为首选的固定材料。常见的Fe基、Sn基矿物还原Re后的产物氧化铼，其在水中的溶解度仍高出美国EPA的标准，而硫基矿物不仅溶度积低，满足相关标准，且还原电位即其还原能力也更强。此外，其还原产物硫化铼抵抗氧化再活化能力也较氧化铼强，因此仅就非生物还原固定而言，硫基天然矿物(例如黄铁矿FeS2)是目前变价金属固定最佳的选择之一。黄铁矿是地质环境中长期稳定的最常见和最具代表性的硫化物矿物之一。有研究者曾使用天然黄铁矿作为还原剂固定水中的铼，研究结果显示，天然黄铁矿固定地下水中铼的效率仅为44％，此结果有意义，但效率不够理想，有待提高。
[0005]经调研发现，有机质丰富、微生物作用活跃的地下环境可营造出非常强的还原环境，经微生物的还原作用可将高价金属还原形成沉淀，成为放射性核素防治的一个重要途径。比如铀U(VI)可在微生物的还原作用下或被铁氧化物Fe(III)的还原产物Fe(II)还原为U(IV)，形成沉淀而达到固定的目的。除U外，微生物还可促进U的裂变产物Tc的还原，通过硫酸盐还原菌(SRB)、铁还原菌等异化还原微生物可将高锝酸根进行还原，达到固定阻滞其迁移的目的。
[0006]目前，尚无天然黄铁矿与硫酸盐还原菌相结合用于还原固定高铼酸根的报道。

技术实现思路

[0007]针对高铼酸根的还原固定问题，本专利技术以天然黄铁矿为固定材料，研究厌氧微生物SRB存在条件下其对高铼酸根的固定效果，基于非生物与生物耦合固定的策略，提供了一
种处理含高铼酸根废水的方法。
[0008]为实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0009]一种处理含高铼酸根废水的方法，其是在含高铼酸根废水中加入黄铁矿和SRB，通过非生物和生物耦合作用以去除高铼酸根，具体包括以下步骤：将在SRB培养基中培养至对数期的SRB菌液，离心后用SRB培养基收集菌体，然后加入到含有乳酸钠的Tris
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HCl缓冲液中，并向溶液中添加天然黄铁矿和高铼酸盐。
[0010]作为优选，所述乳酸钠的浓度为20
‑
50mM。
[0011]作为优选，所述Tris
‑
HCl缓冲液的浓度为100mM，pH＝7.2。
[0012]作为优选，所述天然黄铁矿的添加量为(0.5
‑
2)g/100mL。
[0013]作为优选，以铼来计，所述高铼酸盐的添加量为5～100mg/L。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0015]SRB可有效将铁和硫的生物地球化学行为紧密联系在一起。硫酸盐还原作用实际是黄铁矿化的过程。黄铁矿是地质环境中长期稳定的最常见和最具代表性的天然硫化物矿物之一，还原能力强，可作为有效的电子供体并且对环境的影响很小。同时黄铁矿中铁的化合价为正二价，本身具有一定的还原性，可将Re(
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)还原为Re(Ⅳ)，从而达到固定Re的目的。
[0016]本专利技术将还原微生物SRB与黄铁矿联合使用，能够更好的还原固定高铼酸根。原因在于：其一，天然黄铁矿由于晶格稳定，可长期存放；本身还原能力强可作为有效的电子供体，并且可提供硫源；其二，S2‑
离子与重金属生成硫化物沉淀，金属硫化物的溶度积比其氧化物的小很多，在满足EPA标准的同时极大提高高铼酸根的固定效率。其三：两种作用耦合后不仅是双方还原固定能力简单的叠加，这两种反应会相互促进。黄铁矿不仅可自身还原固定Re，产生SO
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‑
、Fe
3+
，为微生物的生长提供硫源和铁源。同时微生物代谢作用又要消耗SO
42
‑
、Fe
3+
，产生S2‑
或Fe
2+
。生物成因的S2‑
或Fe
2+
又可用于还原ReO4‑
，根据Le Chatelier原理，促使FeS2与ReO4‑
的反应正向进行。此过程将使系统产生或保持一个很强的还原环境，从而确保所生成的难溶物为铼的硫化物，与可能的矿物掺杂和吸附结合在一起共同发挥作用，使得铼不仅在一个较长时间范围内在地下水中保持低于EPA标准的浓度，并可加强其抵抗氧化再活化的能力。
附图说明
[0017]图1为实施例1、对比例1、对比例2中高铼酸根的还原效果图。
[0018]图2为本专利技术不同浓度下高铼酸根的还原固定效果图。
具体实施方式
[0019]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0020]实施例1
[0021]将SRB在SRB培养基(配方为：每100ml SRB培养基含0.436ml 60％乳酸钠、0.5g蛋白胨、0.4g酵母膏、0.34g十水硫酸钠、0.328g七水硫酸镁、0.056g L
‑
盐酸半胱氨，pH＝7.2)
中培养至对数期，SRB菌液离心后用5ml SRB培养基收集菌体，加入到含有50mM乳酸钠的Tris
‑
HCl(100mM，pH＝7.2)缓冲液中，向溶液中添加天然黄铁矿(1g/100mL)和高铼酸盐(以铼计5mg/L)，使其总体积为100ml。通过定期监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理含高铼酸根废水的方法，其特征在于：在含高铼酸根废水中加入黄铁矿和硫酸盐还原菌，通过非生物和生物耦合作用以去除高铼酸根。2.根据权利要求1所述的一种处理含高铼酸根废水的方法，其特征在于：包括以下步骤：将培养至对数期的硫酸盐还原菌菌液，离心后用硫酸盐还原菌培养基收集菌体，然后加入到含有乳酸钠的Tris
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HCl缓冲液中，并向溶液中添加天然黄铁矿和高铼酸盐。3.根据权利要求1所述的一种处理含高铼酸根废水的方法，其特征在于：所述乳酸钠的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，张浩清，刘晓娜，谢添，刘月，王婷，钱天伟，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：