[发明专利]一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法

权利要求书

1.一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：通过简单操作合成一种新的纳米材料，结合使用纳米材料和产电微生物用于去除含铀废水，具体步骤是：

按照铁：碳质量比范围为2.5-4：1的比例，称取一定量的亚铁盐和纳米碳材料颗粒置于一定体积的水溶液中加热；

取硼氢化钠颗粒配置成浓度约为7.5 g/L 的溶液；

将（1）中溶液恒定在一定温度下置于搅拌装置中快速搅拌，然后滴加（2）中的硼氢化钠溶液直至溶液中铁离子完全被还原至纳米碳材料表面（合成纳米Fe/C材料）；

在无氧条件下将（3）中所获得材料离心并用去氧水清洗三次，然后按照Fe/C材料：产电微生物质量比范围为0.2-0.5：1，将Fe/C纳米复合材料在无氧水中与产电微生物混合，使其负载于菌体表面形成产电微生物负载Fe/C纳米复合材料；

控制含铀废水pH在4-6之间，按照一定比例在每升含铀废水加入一定量的含微生物负载Fe/C纳米复合材料；

体系（5）在光照强度约为200W的白炽灯光照条件下反应约2 h 后，通过膜加压过滤或静置一段时间，固液分离；

收集含铀沉淀物，通过解吸回收铀并复用产电微生物负载纳米复合材料。

2.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：铁：碳质量比为3：1时具有较高的利用率，选取纳米碳管作为纳米碳材料形成纳米碳管复合纳米零价铁（nZVI-CNT）时利用率最高。

3.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料在光照条件下处理含铀废水的方法，其特征在于：亚铁盐和纳米碳材料的混合溶液温度保持在70-90℃时效果较好，最佳温度为80℃。

4.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料在光照条件下处理含铀废水的方法，其特征在于：当铁：碳质量比为3时，配置1 g 的纳米复合材料约需要17mL 7.5mg/L的硼氢化钠溶液。

5.纳米零价铁的合成反应方程式为：Fe²⁺+ 2BH₄^- + 6H₂O = Fe + 2B(OH)₃ + 7H₂。

6.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：本专利选用希瓦氏菌作为产电微生物材料负载nZVI-CNT形成希瓦氏菌负载nZVI-CNT（bio-nZVI-CNT材料），且nZVI-CNT：希瓦氏菌质量比为3：8。

7.为了达到更好的去除效果，可以根据实际情况，选择更合适于实际环境的产电微生物。

8.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：希瓦氏菌有机液体培养基成分主要为每升包含胰蛋白胨15 g、大豆胨5 g、氯化钠5 g， 控制pH=7.3-7.5。

9.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：当铀浓度为50 mg/L时加入bio-nZVI-CNT 0.11 g效果最好，为了达到更好的去除效果，不同的铀浓度废水条件可以适当增加或减少材料的投加量，以提高材料利用效率和经济效益。

10.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：为了达到更好的去除效果，合成后的bio-nZVI-CNT材料溶液体系控制在1 mg/L以下，以减少混合液体积。

11.根据权利要求1所述一种利用产电微生物负载Fe/C纳米复合材料处理含铀废水的方法，其特征在于：去氧水可以通过加热去离子水至沸腾，然后密封冷却后获得。