一种电刺激促进挥发性氯代烃生物还原分解的方法

摘要

一种电刺激促进挥发性氯代烃生物还原分解的方法，本发明涉及促进挥发性氯代烃降解方法。本发明是要解决现有挥发性氯代脂肪烃的厌氧生物还原方法降解速度慢、分解不完全、易产生有毒有害中间产物的技术问题。该方法：一、培养基的配制；二、功能菌群的富集、强化；三、配置厌氧培养液；四、纯化富集菌液；五、生物电化学系统反应器的搭建和启动；六、生物电化学系统反应器的运行。本发明是一种利用生物电化学系统通过外加电压刺激促进微生物还原挥发性氯代烃的生物学方法，本发明的方法在24h的降解率可达到95％以上，可降解含有挥发性氯代脂肪烃的污染物，用于在环境治理工程中。

主权项

一种电刺激促进挥发性氯代烃生物还原分解的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、培养基的配制：按50mL蒸馏水加入10～15mL活性污泥的比例，将蒸馏水与活性污泥加入到玻璃瓶中，吹氮气15～20min后，密封，以保持瓶内厌氧，得到培养基；二、功能菌群的富集、强化：将乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃加入到培养基中，将培养基置于30℃恒温培养箱中，每隔3～5天测定挥发性氯代脂肪烃的降解情况；当挥发性氯代脂肪烃含量降至初始浓度的50％以下，再次加入乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃，乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃的加入量与第一次的加入量相同，当挥发性氯代脂肪烃含量再次降至初始浓度的50％以下，再一次加入乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃，加入量与第一次的加入量相同，当挥发性氯代脂肪烃降至初始加入量的20％以下，完成功能菌群的富集、强化，得到富集菌液；三、配置厌氧培养液；四、纯化富集菌液：将步骤三得到的厌氧培养液加入玻璃瓶中，曝氮气15～20min后密封，再于温度为120～125℃、压力为100kPa～110kPa的灭菌锅灭菌30～40min，得到厌氧培养基；将步骤二得到的富集菌液接种到厌氧培养基中，再加入挥发性氯代脂肪烃；将厌氧培养基置于30～32℃恒温培养箱中，每隔1～2天测定挥发性氯代脂肪烃的降解情况，当挥发性氯代脂肪烃降到初始量的50％以下，再次加入挥发性氯代脂肪烃，按此规律重复加入挥发性氯代脂肪烃2～3次后，得到第一代培养基；将第一代培养基转接5～6代后，获得纯化的富集菌液；五、生物电化学系统反应器的搭建和启动：该生物电化学系统反应器由阳极室(1)、阴极室(2)、阳离子交换膜(3)、两支碳刷电极(4)和饱和甘汞电极(5)组成，其中阳极室(1)与阴极室(2)以阳离子交换膜分隔(3)，两支碳刷电极(4)分别置于阳极室(1)和阴极室(2)内，并与外电路连通，饱和甘汞电极(5)插入阴极室(2)内；将100～120mM的亚铁氰化钾溶液加入到阳极室内，曝氮气15～20分钟，按纯化的富集菌液与厌氧培养液的体积比为1：(20～40)将步骤三制备的厌氧培养液和步骤四得到的纯化的富集菌液加入到阴极室(2)内，同向阴极室(2)内加入乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃，通过直流电源向阴、阳两极施加电压，当检测到挥发性氯代脂肪烃浓度降至初始加入量的20％以下，再重复向阴极室内加入乙酸钠溶液和挥发性氯代脂肪烃的操作5～6次，获得启动成功的具有挥发性氯代脂肪烃还原能力的生物电化学反应器系统；六、生物电化学系统反应器的运行：将乙酸钠溶液和含有挥发性氯代脂肪烃的污染物加入到步骤五启动成功的生物电化学反应器的阴极室(2)内，通过直流电源向阴、阳两极施加电压，15～25小时后，完成挥发性氯代烃生物的还原分解。