[发明专利]一种纳米氧化铜与细菌协同去除水中六价铬的方法

说明书

本发明涉及一种纳米氧化铜与细菌协同去除水中六价铬的方法。纳米吸附和生物还原是含铬废水的常用方法，但单独采用纳米氧化铜或细菌法去除水中六价铬时，去除率通常不理想。本发明在充分发挥细菌和纳米氧化铜功能的同时，进一步利用纳米氧化铜刺激提高细菌对六价铬的吸附还原能力，协同快速去除废水中的六价铬，去除率可达到100％，具有显著的效果。该方法还兼具化学物质用量少、反应条件温和、无二次污染、操作简单等诸多优势，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于微生物应用和废水处理技术领域，涉及一种纳米氧化铜与细菌协同去除水中六价铬的方法。

背景技术

含铬化合物广泛应用用制革、冶金、电镀、印染、摄影、纺织和化工行业，会产量大量含六价铬的废水。六价铬在水中主要以铬酸根离子的形式存在，对生物体具有很高的致癌和致突变能力，因此水中的六价铬严重危害环境和人体健康。我国《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)中规定生产与生活活动中排放的水中六价铬浓度不得超过0.5mg/L，而我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中规定的浓度限值为0.05mg/L。水中六价铬的去除已受到国内外广泛关注。

目前，含铬废水的处理方法包括化学沉淀法、吸附法、生物法、膜分离法等。其中化学沉淀法适用于高浓度的含铬废水，但会产生大量的沉淀污泥，难以处理，易造成二次污染。吸附法和生物法可有效的作用于低浓度的含铬废水，不会产生大量污泥，且具有操作简单、可塑性强等优点。但吸附法和生物法的去除率均不理想，出水铬浓度仍然易超标，难以满足要求，在实际应用中收到了诸多限制。本发明提供了一种纳米氧化铜吸附和细菌法协同去除水中六价铬的方法，可使六价铬的去除率达到100％，高于目前的处理水平。该方法具有反应快、效果好、投资小、操作简单、不产生二次污染等优点，具有较大的应用潜力。

发明内容

本发明的目的是提供一种纳米氧化铜与细菌协同去除水中六价铬的方法。该方法不仅能高效去除水体中的铬，还兼具化学物质用量少、反应条件温和、无二次污染、操作简单等诸多优势，具有较好的应用前景。

本发明的目的是通过以下方式实现的。

一种纳米氧化铜与细菌协同去除水中六价铬的方法，在含有六价铬的水体中加入吸附还原水中六价铬的细菌，同时加入纳米氧化铜，利用细菌和纳米氧化铜协同去除水中六价铬。

所述的方法中所采用的细菌优选为Cupriavidus sp.B-8，保藏编号CGMCCNo.4240。

所述的方法中待处理的水体中六价铬含量为10～30mg/L。

所述的方法中将细菌单菌落于LB液体培养基中经活化和扩大培养至600nm处吸光度为0.8～1.0时所得菌液接种于处理体系中，接种量为5～15％。

所述的方法中处理体系中纳米氧化铜颗粒浓度为10～50mg/L。

所述的方法中处理体系中加入供细菌生长所必须的营养物质。包括胰蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L和氯化钠10g/L。

所述的方法中接种菌液后震荡培养至少36小时。进一步优选接种菌液后在温度25～40℃、自然pH条件、125～150rpm震荡条件下培养；震荡培养至少36小时后，将混合液于12,000rpm下离心5～10min，所得上清液即为细菌和纳米氧化铜协同处理后的水溶液。

本发明的方法具有较大的应用潜力，具有如下优点：

(1)采用的纳米氧化铜来源广泛，且无需进一步的改性和优化，操作简单、方便；

(2)所用的细菌可规模化培养，培养周期短，实验操作条件温和，无二次污染；

(3)纳米氧化铜和细菌协同的方法突破了传统吸附法和生物法对水中六价铬去除率的限制，可加速六价铬的去除，甚至可使水中的六价铬全部去除，具有显著的效果。