[发明专利]一种利用微生物电化学系统监测和去除毒性物质硒的方法

说明书

本发明属于污水处理技术领域，本发明提供一种利用微生物电化学系统监测和去除毒性物质硒的方法，基于微生物电化学系统和外部电路系统实现，步骤为：1)组装微生物电化学系统；2)阳极碳刷培养形成产电生物膜；3)连续运行加入0‑150mg/L浓度含硒废水，稳定运行记录浓度梯度含硒废水电压周期，测试特性浓度含硒废水出水浓度。本发明基于微生物电化学系统在线实时监测水质硒的污染的同时去除毒性物质硒，具有产电、监测和去除毒性物质硒的多重作用，是一种经济环保的处理技术。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种利用纯产电菌接种的微生物电化学系统进行水质中一定浓度内毒性物质硒的监测和去除方法。

背景技术

目前我国年污水排放总量较大，严重的水污染对生态环境造成严重威胁，影响人类生产生活以及未来的生存发展，而客观的进行水质污染的实时评价是做好水质污染预警的重要部分。但是，目前含硒水质毒性检测多处于实验室检测阶段，样品前处理繁琐，耗时较长，操作复杂以及仪器昂贵，不能满足目前广泛的水质污染预警的迫切需要。

传统理化分析方法只能进行定量分析水质中主要污染成分，不能反映有毒物质对环境水质产生的实际影响。生物检测方法可以根据生物的生命活动特征来反馈水质中有毒物质的浓度等特性。传统生物水质毒性的检测方法包括藻类毒性检测、鱼类毒性检测、蚤类毒性检测等，但生物体生命特征的显现周期长且检测方法复杂，大大限制其广泛使用。

微生物电化学系统是一种节能环保的绿色技术，利用水质中有机物进行微生物的降解作用将化学能转变为电能，在不需前处理且不需外界提供能量的条件下，系统受到水质变化影响产生不同的电压或电流响应，被很多科研人员作为监测水体毒性物质存在的便捷的监测方法进行研究。同时利用微生物降解作用可同时达到对水质中毒性物质去除的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服水质毒性物质硒监测的问题，提供一种利用微生物电化学技术达到150mg/L浓度范围内水质污染预警以及去除毒性物质硒的方法。该方法利用微生物电化学系统产生不同的电压或者电流响应，反应不同毒性物质硒在系统内实时状况，是一种经济环保的水质污染预警和去除技术。

为了达到上述目的，本发明的技术方案为：

一种利用微生物电化学系统进行水质中毒性物质硒的监测和去除方法，该方法基于微生物电化学系统和外部电路采集系统实现，微生物电化学系统包括一个采用有机玻璃制作的箱体，壳体上部开有进出水孔，用于微生物电化学系统基质溶液的更换和保持兼性厌氧环境，左右两个反应器壳体，中间采用质子交换膜将两室隔开，同时辅助螺栓、螺母和硅胶垫片进行密封固定以防漏水，阳极采用碳刷附着厌氧产电微生物，阴极采用碳毡并利用钛丝连接外电路；外电路采用导线连接数据采集卡和微生物电化学系统。

利用上述微生物电化学系统监测毒性物质硒的方法，该方法主要利用微生物电化学系统和阳极碳刷附着产电微生物联合作用监测和去除毒性物质硒，包括以下步骤：

第一步，组装微生物电化学系统，在碳刷上培养生物膜

以碳刷作为阳极，碳刷作为阴极，组装微生物电化学系统，阳极与外电路系统连通，外电路负载一定外电阻，接入数据采集系统；在阳极室内充入含有菌源的经过筛选鉴定的纯产电菌柠檬菌属上清液，进行菌源接种，菌源接种后形成产电微生物并附着在碳刷上，培养碳刷上的产电微生物，碳刷上附着一层产电生物膜；产电微生物稳定的分解有机物产生质子和电子，电子通过外电路传输至阴极，氧气作为电子受体，能够持续分解有机物和产生电能。第一步所述的外电路负载1000欧姆电阻。

第二步，组装微生物电化学系统，监测和去除0-150mg/L浓度内含硒废水