[发明专利]一种基于生物纳米杂合体系的有机污染物降解方法

说明书

本发明提供一种基于生物纳米杂合体系的有机污染物降解方法，包括以下步骤：将希瓦氏菌接种活化进行培养，获得菌液；将所述菌液进行离心，取离心后的菌泥加入到无氧反应缓冲液中，再加入水溶性三价铁盐溶液和水溶性硫源盐溶液，得到希瓦氏菌‑纳米硫化亚铁杂合体系；制备含有机污染物的反应缓冲液；将得到的希瓦氏菌‑纳米硫化亚铁杂合体系离心、洗涤后，重新加入到有机污染物的反应缓冲液中，获得有机污染物降解体系；定时取样，高速离心后测不同时间样品中有机污染物的浓度。本发明利用微生物生物还原力和纳米材料高效催化性的优势互补，在提高单位质量纳米材料处理效率的同时，显著提高了有机化合物的处理效率。

技术领域

本发明属于生化技术领域，尤其涉及一种基于生物纳米杂合体系的有机污染物降解方法。

背景技术

近年来，随着工业化程度的加深，含有大量有机染料、各类芳香族化合物、卤代烃等有机污染物的工业废水排放量大大增加，这些污染物普遍具有致畸、致癌、致突变和高毒性，并具有良好的生物蓄积性和持久性，从而对生态环境和人体健康造成严重威胁。因此，建立一种高效、持久的有机污染物降解方法意义重大。

有机废水传统的处理方法主要包括膜分离法、萃取法、吸附法等物理方法，电化学法、催化还原法、高级氧化法等化学方法，以及好氧、厌氧、生物吸附等生物处理法。物理方法虽然方法简单且成本低，但无法高效去除污染物，往往用于废水的预处理；化学方法反应快，污染物去除效果好但是消耗严重、合成条件复杂且容易造成水体的二次污染。相比而言，微生物可以利用废水中原有底物的能量对污染物进行还原脱毒，这不仅减少了水体中的有机污染物同时还可以通过生物代谢降低水体中的营养物质，从另一方面来说也减少了能耗，并且更加绿色环保不会产生大量副产物。但是生物方法也存在一些问题，比如有机污染物的难降解和生物毒性限制了生物方法的降解效率。而在新兴起的纳米材料催化剂领域，纳米硫化亚铁由于催化效率高、还原性强被广泛应用于废水处理。

目前微生物-纳米材料杂合体系处理有机污染物大多使用纳米钯、金等贵金属材料，或者在合成复合材料后通过光催化等反应降解污染物，它们往往存在材料成本高、反应能耗大、反应条件复杂等问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于生物纳米杂合体系的有机污染物降解方法，结合电活性微生物希瓦氏菌代谢产生电子及跨膜电子传递的特质实现了纳米硫化亚铁的生物制备和降解过程中纳米铁硫化物材料的不断再生，利用微生物生物还原力和纳米材料高效催化性的优势互补，在提高单位质量纳米材料处理效率的同时，显著提高了有机化合物的处理效率。

本发明的技术方案为：一种基于生物纳米杂合体系的有机污染物降解方法，包括以下步骤：

步骤(1)将希瓦氏菌接种活化进行培养，获得菌液；

步骤(2)将所述步骤(1)得到的菌液进行离心，取离心后的菌泥加入到无氧反应缓冲液中，再加入水溶性三价铁盐溶液和水溶性硫源盐溶液，置于摇床中培养，得到希瓦氏菌-纳米硫化亚铁杂合体系；

步骤(3)在反应缓冲液中加入营养物质和不同有机污染物，获得含有有机污染物的反应缓冲液；

步骤(4)将所述步骤(2)得到的希瓦氏菌-纳米硫化亚铁杂合体系离心、洗涤后，重新加入到所述步骤(3)含有有机污染物的反应缓冲液中，获得有机污染物降解体系，置于摇床中培养；

步骤(5)定时在所述步骤(4)的有机污染物降解体系中取样，高速离心后测不同时间样品中有机污染物的浓度。

上述方案中，所述步骤(1)中获得的菌液浓度OD₆₀₀值为0.5-4。

上述方案中，所述步骤(2)无氧反应缓冲液中希瓦氏菌终浓度OD₆₀₀值为0.05-5。

上述方案中，所述步骤(2)中水溶性三价铁盐为氯化铁、硝酸铁、硫酸铁或柠檬酸铁，水溶性硫源盐为硫代硫酸钠、亚硫酸钠、低硫酸钠或硫酸钠。