[发明专利]一种以甲烷为电子供体生物还原废水中五价锑的方法

说明书

本发明涉及重金属废水的生物去除技术，旨在提供一种以甲烷为电子供体生物还原废水中五价锑的方法。包括：制备模拟废水，氩气曝气后微氧条件下备用；将模拟废水引入甲烷基质膜生物反应器中，加入Sb(V)和活性污泥，自循环获得菌液；采取连续流方式引入模拟废水和CH₄，梯度控制进水中Sb(V)的质量浓度，每运行一个阶段都确保出水中Sb(V)的质量浓度达到稳定状态至少一周。本发明中，含微氧的CH₄‑MBfR可以有效将有毒且易溶于水体的五价锑Sb(V)还原为易沉淀的三价锑Sb(III)，从而去除印染废水中锑污染。

技术领域

本发明属于重金属废水的生物去除技术领域，具体涉及一种以甲烷为电子供体生物去除废水中锑的方法。

背景技术

印染工业是我国国民经济基础产业之一，其规模上现已成为全球之首。然而，印染行业耗水量大，排污情况严重，其产生的印染废水中包含大量稳定且复杂的化学物质(染料、助剂、重金属等)，对我国水环境造成巨大威胁。因此，加强印染工业的水污染防治意义重大。

金属锑(Sb)污染是近年来印染工业污染防治中面临的新挑战。其主要来源于两个方面：一是纺织印染原料聚酯纤维的生产；二是织造印染过程中添加剂的使用。锑的化合物作为纺织行业原材料聚酯纤维生产过程中常用的催化剂，常残留在经织造的涤纶织物面料中，并在后续的印染工序(退浆、碱减量、染色)中被大量溶解释放出来。除此之外，织造印染过程中所使用一些含锑染料、助剂等添加剂，也会导致印染废水中的锑含量严重超标。锑因其生物毒害性较大，被USEPA及EU列入优先控制污染物范畴。

锑及其化合物属于“三致”物质，短时间接触可引起恶心、呕吐、腹泻；慢性中毒则会导致眼角膜炎、结膜炎和胃炎等；甚至会引起心肌衰竭、肝坏死和尿毒症等。给环境和人类健康带来严重危害。因此，加强印染工业废水的锑污染治理迫在眉睫。

锑在水环境中常见价态是Sb(V)和Sb(III)，虽然Sb(III)的毒害作用比Sb(V)要大，但是Sb(III)能与硫化物生成稳定的沉淀物或被铁化物牢牢吸附。因此，Sb(III)更易通过过滤离心等方法去除，所以，Sb(V)还原到Sb(III)具有重要意义。

从印染废水中去除锑污染物的方法包括化学沉淀，电化学，吸附，膜分离技术和离子交换等。由于生物还原能够去除Sb(V)，简单且成本低，因此生物还原在过去十年已经引起了广泛关注。生物还原过程之一是基于甲烷膜生物膜反应器(CH₄-MBfR)，其中甲烷(CH₄)通过介质纤维膜传递到细菌，所述细菌附着在生物膜上生长。CH₄作为电子供体来驱动一系列氧化污染物的还原，包括Sb(V)。

基于以上研究，本发明中以解释甲烷基质MBfR还原印染废水中Sb(V)的可行性，并理解生物膜上哪些微生物影响印染废水中Sb(V)的还原。

发明内容

本发明要解决的技术内容是，克服现有技术的不足，提供一种以甲烷为电子供体生物还原废水中五价锑的方法。是在微氧条件下利用甲烷基质膜生物反应器(CH₄-MBfR)，以CH₄作为唯一电子供体，探究生物还原废水中五价锑的方法。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种以甲烷为电子供体生物还原废水中五价锑的方法，包括以下步骤：

(1)制备模拟废水