[发明专利]一种以NO3

权利要求书

1.一种以NO₃^-还原甲烷基质生物膜中六价铬的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制备模拟废水

将1mL酸性微量元素溶液、1mL碱性微量元素溶液、1mg CaCl₂、5mg MgSO₄·7H₂O、2mgMgCl₂、0.4g KH₂PO₄和0.8g Na₂HPO₄·12H₂O加入至1升去离子水中，调节pH至6.8-7.2之间，配成无机培养基；

所述酸性微量元素溶液是指：每升溶液含100mM HCl、2.085g FeSO₄·7H₂O、68mgZnSO₄·7H₂O、14mg H₃BO₃、120mg CoCl₂·6H₂O、500mg MnCl₂·4H₂O、320mg CuSO₄、95mgNiCl₂·6H₂O，余量为水；

所述碱性微量元素溶液是指：每升溶液含10mM NaOH、67mg SeO₂、50mg Na₂WO₄·2H₂O、242mg Na₂MoO₄·2H₂O，余量为水；

向无机培养基中添加Na₂CrO₄和NaNO₃，其添加量按后续操作指定的浓度控制；配制好的模拟废水用纯度99.99%的氩气曝气20分钟后，装至气样袋中在保持微氧条件下备用，微氧条件是指溶解氧浓度为7.7 - 8.0 mg/L；

（2）初始接种

将模拟废水引入甲烷基质膜生物反应器中，控制CrO₄^2-的质量浓度为5 mg/L；向其中加入活性污泥，然后自循环48小时，获得菌液；

所述活性污泥取自于浙江省杭州市七格污水处理厂的厌氧池，活性污泥与甲烷基质膜生物反应器中模拟废水的质量配比关系为1g/L；

（3）运行阶段

采取连续流方式向步骤（2）中反应器引入模拟废水和CH₄，水力停留时间为130分钟；

阶段1：控制进水流量恒定在0.5mL/min，CH₄压力在10psig（1.65atm）；反应器中CrO₄^2-的浓度为4mg/L，不含NO₃^-，自循环速率为100 mL/min；

阶段2：控制进水中NO₃^-的浓度为2.2 mg /L；

阶段3：控制进水中NO₃^-的浓度为0 mg /L；

阶段4：控制进水中NO₃^-的浓度为0.7mg /L；

阶段5：在阶段4的基础上，将CH₄压力从10psig增加到15psig；

阶段6：在阶段5的基础上，将自循环速率增加到150mL/min；

每运行一个阶段，都确保出水中CrO₄^2-和NO₃^-浓度达到稳定状态至少10天，稳定状态是指出水浓度相对偏差10％；

所述甲烷基质膜生物反应器的结构如下：反应器包含两根玻璃管柱，其中一根玻璃管柱内沿轴向填充32根中空纤维膜，作为主膜；另一根玻璃管柱内沿轴向填充10根中空纤维膜，作为副膜，用于生物样采集；所述中空纤维膜的外径280μm、内径180μm；反应器运行时从中空纤维膜的两端供给CH₄气体；反应器在29± 1℃恒温室中运行，并通过蠕动泵在两根玻璃管柱之间进行自循环；所述甲烷基质膜生物反应器的有效容积为65 mL，采用连续流方式进水时的进水流速为0.50 mL/min。