CN108640257B - 一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法，属于环境工程废水处理技术领域。将FeS与微生物体系复合，通过添加柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系对双酚类化合物的去除效率。本发明利用FeS的氧化反应产生自由基来去除双酚类化合物，可以提高微生物适应期底物的降解率，添加的柠檬酸盐既可以满足微生物体系碳源的需求，又可作为配位体增加铁的水溶性，提高双酚类化合物的降解率。本发明提供的双酚类化合物处理方法，实现了化学与生物处理技术的联合及效率的双重提高，操作简便，可使双酚类化合物短时间达到完全去除。
Description
技术领域
本发明属于环境工程废水处理技术领域，涉及到FeS氧化反应联合微生物去除难降解有机物的方法，特别涉及到利用柠檬酸盐强化FeS及微生物复合体系去除双酚类化合物的方法。
背景技术
双酚类化合物被广泛应用于人类的生产生活中，即使在较低浓度下仍能够刺激细胞反应，改变细胞功能，进而影响正常的内分泌功能。目前，在人体及生物体中均检测到了双酚类化合物及其衍生物的存在，使用量大、迁移范围广的特点使得双酚类化合物的治理与控制显得尤为重要。双酚类化合物的处理主要集中于物化控制技术和微生物控制技术。常规的物理处理技术使用吸附剂不仅成本高而且会产生二次污染，达不到完全去除效果；生物法具有操作简单、运行成本低，二次污染小的优点，但双酚类化合物由于其结构特点而具有化学稳定性，降解难度大且生物毒性强，使微生物适应期增加。对高浓度、毒性大的污染物，化学法降解快、效率高，但是存在成本高的缺点。
FeS在还原性土壤及底泥中普遍存在，使用成本低。由于FeS具有良好的还原性能，可以还原如Cr6+等金属离子及含氯有机物；FeS也可以发生氧化溶解反应来去除AS(III)，通过利用其吸附功能和产生砷酸铁除砷。在有氧环境下，FeS发生氧化反应可以产生·OH，且S2-可还原三价铁，维持体系二价铁的浓度，更加有利于Fe2+氧化反应的进行，因此可以利用FeS氧化反应达到多种难降解有机物的去除。对于一系列双酚类化合物，本发明结合生物与化学方法，既减轻了生物处理负荷，避免了生物适应期长的困扰，又提高了双酚类化合物的去除率。目前利用FeS与微生物体系结合来达到双酚类化合物高效去除的研究尚未报道。
发明内容
本发明提供了一种处理双酚类化合物废水的方法，通过将FeS和微生物体系结合，解决了微生物适应期双酚类化合物降解率低的问题，且增加了底物的降解范围。柠檬酸盐可作为铁离子的配位体，保持铁的水溶性，同时可为微生物生长提供碳源，柠檬酸盐的添加可强化复合体系中双酚类化合物的降解。本发明方法处理含双酚类化合物的废水，可以大大提高双酚类化合物降解率，增加降解底物种类，且降解完全，无后续污染。
本发明的技术方案：
一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法，步骤如下：
先将FeS与具有降解双酚类化合物的微生物复合，调节pH为6-8，反应温度为30-35℃，于好氧条件下降解双酚类化合物；再在FeS与具有降解双酚类化合物的微生物复合过程中外加柠檬酸盐，用于强化该复合体系。
微生物反应体系培养基成分：微生物、双酚类化合物、KH2PO4、K2HPO4、NH4Cl、MgSO4、CaCl2、C/N＝15。
所述的FeS投加量与微生物干重比值5.5～33，可根据体系微生物进行调整，以防干扰正常的微生物生长及降解能力。
所述的柠檬酸盐投加量与微生物干重的比值为3.2～11。
所述的柠檬酸盐与FeS的投加量比值大于0.21。
本发明的有益效果：本发明将FeS与微生物处理体系结合，在不干扰正常微生物作用下，利用FeS氧化反应，能够提高微生物适应期内双酚类化合物的降解率，同时增加底物降解范围；柠檬酸盐通过促进微生物生长提高了生物体系双酚类化合物的降解率，同时通过增加铁的水溶性，促进了FeS的氧化反应，实现了生物与化学法降解效率的双重提高。
附图说明
图1为柠檬酸盐强化的FeS及微生物复合体系中双酚F的降解情况示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明进行详细说明。下面结合技术方案和附图对本发明作进一步说明，但本发明并不限于下述实施例。
实施例1
一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法，步骤如下：
(1)将FeS加入微生物反应体系，FeS终浓度为1g/L，体系包含可降解双酚F的微生物及底物双酚F，生物量干重为0.1g/L，双酚F浓度为50mg/L，调节pH＝7，反应温度为35℃，将反应容器置于150rpm摇床中，保证菌生长和FeS氧化反应的需氧环境，发现在添加FeS后，双酚F的降解率大于只有微生物或FeS体系，尤其是反应初期。
(2)添加柠檬酸盐到微生物及FeS复合反应体系，柠檬酸盐的浓度为1.7mmol/L，柠檬酸盐作为碳源最终被完全降解，其它反应条件同步骤(1)，发现添加柠檬酸盐后，微生物及FeS复合体系双酚F的降解率是无柠檬酸盐体系的2倍。
实施例2
一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法，步骤如下：
(1)将FeS加入微生物反应体系，FeS终浓度为2g/L，体系包含可降解双酚F的微生物及底物双酚F，生物量干重为0.12g/L，双酚F浓度为100mg/L，调节pH＝7，反应温度为35℃，将反应容器置于150rpm摇床中，保证菌生长和FeS氧化反应的需氧环境，双酚F的降解率大于只有微生物或FeS体系。
(2)添加柠檬酸盐到微生物及FeS复合反应体系，柠檬酸盐的浓度为3.4mmol/L，其它反应条件同步骤(1)，发现添加柠檬酸盐体系双酚F的降解率均大于无柠檬酸盐体系。
Claims (2)
1.一种利用柠檬酸盐强化FeS与微生物复合体系去除双酚类化合物的方法，其特征在于，步骤如下：
先将FeS与可降解双酚类化合物的微生物复合，调节pH为6-8，反应温度为30-35℃，于好氧条件下降解双酚类化合物；再在FeS与可降解双酚类化合物的微生物复合过程中外加柠檬酸盐，用于强化该复合体系；
所述的FeS投加量与微生物干重比值5.5～33；
所述的柠檬酸盐投加量与微生物干重的比值为3.2～11；
所述的柠檬酸盐与FeS的投加量比值大于0.21。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，微生物反应体系培养基成分：微生物、双酚类化合物、KH2PO4、K2HPO4、NH4Cl、MgSO4、CaCl2、C/N＝15。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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