利用电流生长的硫酸盐还原菌处理重金属废水的方法

摘要

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种利用电流生长的硫酸盐还原菌还原硫酸盐为硫化物，并处理重金属废水的方法。本发明中的硫酸盐还原菌是混合菌群，包括Desulfobulbus propionicus，Geobacter sulfurreducens。在缺乏有机碳源的情况下，利用电极为唯一电子供体生长，通过生物电化学途径，将硫酸盐还原为硫化物，硫化物应用于重金属废水的处理。本发明克服现有技术需要有机碳源作为电子供体的不足，操作简单，无二次污染，成本低，特别适用于矿山废水、金属冶炼废水、电镀废水等低有机碳重金属废水的处理。

主权项

利用电流生长的硫酸盐还原菌处理重金属废水的方法，其特征在于该方法包括如下具体步骤：(1)生物电化学装置的构建生物电化学装置为双室反应器构型，包括恒电位仪(4)、导线(5)、阴极室(1)和阳极室(2)，阴极室(1)中插入工作电极(6)与参比电极(7)，并加入城市污水厂活性污泥；阳极室(2)中插入辅助电极(8)；两室之间以隔膜(3)分开；(2)阴极室和阳极室溶液的制备阳极室0.05mol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.0)阴极室Na2HPO4·12H2O 10.9g L‑1，NaH2PO4 3.0g L‑1，NaHCO3 2.0g L‑1，KCl 100mg L‑1，MgCl2 40mg L‑1，NH4Cl 310mg L‑1，CaCl2 50mg L‑1，NaCl 10mg L‑1，FeCl2 25mg L‑1，CoCl2·2H2O 5mg L‑1，MnCl2·4H2O 5mg L‑1，AlCl3 2.5mg L‑1，(NH4)6Mo7O24 15mg L‑1，H3BO3 5mg L‑1，NiCl2·6H2O 0.5mg L‑1，CuCl2·2H2O 3.5mg L‑1，ZnCl2 5mg L‑1，180～200mg L‑1硫酸盐作为电子受体，并调节阴极液pH为7.2；(3)生物阴极制备A、微生物的挂膜接种城市污水厂活性污泥，通H2作为电子供体，并添加硫酸盐为电子受体富集培养2‑3个月；将富集到的自养硫酸盐还原菌源接种到上述构建的生物电化学反应器阴极室中，不通电，继续通H2搅拌培养，当菌群富集到阴极电极上表明挂膜成功；B、生物阴极的驯化微生物在阴极电极上挂膜完成后，向反应器中通入氩气，赶走残余的H2，并进行‑400mV(vs.Ag/AgCl)通电驯化，当硫酸盐的去除效率达到稳定状态表明生物阴极构建成功；(4)生物电化学反应器的运行将含20mg/L‑600mg/L的硫酸盐培养基装入含阴极生物膜的阴极室；将磷酸盐缓冲溶液装入阳极室；然后向两室分别通入20分钟氩气以保证反应器中的空气全部赶去，再分别将两室密封；最后，将所述装置通过导线接入恒电位仪，工作电极接恒电位仪的负极，辅助电极接恒电位仪的正极，参比电极接恒电位仪参比电极，设定电极电势范围‑400mV至‑700mV(vs.Ag/AgCl)；阴极液中硫化物浓度达到50mgL‑1以上时更换阴极液，换出的含硫化物的阴极液用于重金属离子的处理。