[发明专利]利用厌氧铁氧化、反硝化菌净化污水中砷和硝酸盐的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用厌氧铁氧化、反硝化菌净化污水中砷和硝酸盐的方法，属于环境保护领域。

背景技术

地下水是我国许多地区的重要饮用水资源。然而随着工、农业活动，我国大部分平原地区的地下水污染非常严重，而且往往是多种污染物同时存在的复合污染，其中重金属和硝酸盐复合污染是最常见的复合污染。据20年的监测数据表明，长期以来西安市的地下水中硝酸盐、六价铬等多种污染物超标。江苏省沿海的许多地区的地下水中铅、汞和硝酸盐复合污染严重。在西安、长春、哈尔滨、天津的城市地下水普遍存在砷和硝酸盐的复合污染。地下水中普遍存在的重金属和硝酸盐复合污染已严重威胁了饮用水安全和人民身体健康，因此迫切需要对重金属和硝酸盐复合污染地下水进行治理和修复。

现有大多数关于污染地下水的原位生物修复技术的研究是专门针对某一类污染物的。地下水中硝酸盐的原位生物修复技术大多是通过向目标污染含水层注入有机碳源等方法刺激反硝化菌的生长和活性，从而将硝酸盐从目标含水层中去除。重金属污染地下水的原位生物修复技术则主要是利用污染含水层中的某些特殊类型的微生物的代谢作用将溶解态的重金属离子沉淀下来而达到去除重金属的目的。此修复方法依据利用的微生物不同存在不同的缺陷，主要包括对氧化还原电位敏感，易二次释放，易产生二次污染等问题。且不能同步去除地下水中的硝酸盐类污染物。虽然科学家分别在硝酸盐污染地下水和重金属污染地下水的原位生物修复技术领域的研究分别取得了很大的进展，但目前还缺乏同时去除地下水中重金属和硝酸盐的原位生物修复技术。我国城镇、农村地区大面积的硝酸盐和重金属的复合污染普遍存在的现实迫切要求研发一种既能克服现有重金属污染地下水原位生物修复技术的局限性，又能将重金属和硝酸盐同步去除的原位生物修复的新技术。

最近一些研究者在地下水、沉积物等环境中发现一些细菌能够在厌氧条件下以Fe²⁺为唯一电子供体、NO₃^-为电子受体，将NO₃^-反硝化为NO₂^-或N₂的同时将Fe²⁺氧化为Fe³⁺氧化物，即厌氧Fe²⁺氧化反硝化菌(Anaerobic Fe2+Oxidation Denitrifier，简称为AFODN)。铁氧化反硝化菌（AFODN）在地下水、沉积物等多种环境中普遍存在。铁氧化反硝化菌（AFODN）代谢所生成的Fe³⁺氧化物通常具有巨大的比表面积(8-400m²/g)，对Co、Cr、Cd、As、Pb、U等重金属离子具有良好的吸附性能。因此，铁氧化反硝化菌（AFODN）特殊的Fe和N代谢途径及产物为重金属和硝酸盐复合污染地下水的原位同步修复提供了一种全新的思路，即在铁氧化反硝化菌（AFODN）将地下水中的NO₃^-反硝化为NO₂^-或N₂的同时形成了Fe³⁺氧化物，通过后者的吸附作用可以将地下水中的重金属去除。但目前利用铁氧化反硝化菌（AFODN）同步去除水中重金属和硝酸盐污染的研究还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种利用厌氧铁氧化、反硝化菌净化污水中砷和硝酸盐的方法，该方法通过从厌氧活性污泥中分离到目标菌株，在纯培养条件下富集10-15天后，厌氧条件下将菌液与含砷和硝酸盐的复合污染水混合，调节pH值为4.0-10.0，培养去除水中的As和NO₃^-，通过铁氧化反硝化菌氧化F_e²⁺形成Fe³⁺氧化物的吸附作用去除As，达到同步去除地下水中As和硝酸盐复合污染的目的。该方法特殊的Fe源和N源代谢途径去除水中的As和NO₃^-，工艺简单，操作方便，处理成本低，处理范围大，无二次释放，无二次污染。

本发明所述的一种利用厌氧铁氧化、反硝化菌净化污水中砷和硝酸盐的方法，按下列步骤进行：

a、铁氧化反硝化菌的分离提纯：