[发明专利]一种利用MBBR在低氧条件下还原五价锑的方法

权利要求书

1.一种利用MBBR在低氧条件下还原五价锑的方法，其特征在于，包括下述步骤：

(1)制备无机培养基

将1mL酸性微量元素溶液、1mL碱性微量元素溶液、1mg CaCl₂、0.3g NaHCO₃、5mgMgSO₄·7H₂O、0.2g KH₂PO₄和0.4g Na₂HPO₄·12H₂O加入至1升去离子水中，用HCl调节pH至7，配成培养基；

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；

(2)初始接种源富集和接种

A、在浙江省杭州市浙江大学紫金港校区的湿地取水底淤泥样品，将其加入步骤(1)所述无机培养基中，淤泥样品与无机培养基的质量配比关系为1g/L；然后继续添加锑酸盐，使混合物中Sb(V)的质量浓度为50mg/L；在严格厌氧条件下进行培养2个月，在培养过程中及时补充锑酸盐以保持Sb(V)离子浓度不变；培养结束后，得到菌液；

B、取50ml菌液接种至序批式膜生物反应器中，以步骤(1)中所述无机培养基作为序批式膜生物反应器的运行液；

(3)反应阶段

A、向运行液中添加锑酸盐，使运行液中Sb(V)质量浓度小于50mg/L；以纯度99.99％的氩气曝气40分钟以保持厌氧条件，通过顶空中的O₂浓度计算培养基中溶解的O₂以控制溶解氧浓度<10μg/L；

B、以批量模式操作序批式膜生物反应器，运行过程中连续通入甲烷气体并保持搅拌；控制甲烷压力在15psig，反应器于35±1℃恒温室中运行，通过液体取样口取样分析Sb(V)浓度；

C、在第一次添加的Sb(V)被完全除去后，立即添加锑酸盐使运行液中Sb(V)离子质量浓度为100mg/L，继续运行反应器；在第二次添加的Sb(V)被完全除去后，立即添加锑酸盐使运行液中Sb(V)离子质量浓度为140mg/L，继续运行反应器直至Sb(V)离子被完全除去；最终收集聚集在反应器膜上的晶型沉淀，即为Sb₂O₃。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述锑酸盐是指阿拉丁优级纯试剂焦锑酸钾。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述序批式膜生物反应器的结构如下：反应器具有容器状本体，设有生物取样口和生物富集口，均通过橡胶管连接至甲烷钢瓶减压阀出口处；反应器顶部开口由橡胶塞密封，橡胶塞上设气体取样口和液体取样口；反应器内置转子，利用磁力搅拌器混合反应体系；

所述生物富集口由多根长度小于10cm的疏水性微孔聚乙烯膜填充，生物取样口由多根长度小于5cm的疏水性微孔聚乙烯膜填充；每根疏水性微孔聚乙烯膜的外径为280μm内径为180μm，其微孔直径为0.1～0.15μm，总膜表面积为3.6×10^-3m²。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述序批式膜生物反应器的总体积为1000mL，其中有效溶液体积为600mL。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述甲烷钢瓶减压阀的出口处压力为2.02atm。