[发明专利]一种基于微藻的光助芬顿体系处理水体有机污染物的方法

说明书

本发明属于环境生物系统工程领域，涉及一种基于微藻的光助芬顿体系处理水体有机污染物的方法；其中光助芬顿体系包括微藻生物培养过程中产生的羟氧自由基、亚铁离子、pH为3~5.5的酸性条件、光源和有机污染物；具体步骤如下：将微藻接种于废水中，调节pH，放于气候培养箱中，设置一定的温度、光照强度和光照时间，并通入一定量混有CO₂的空气，进行培养；培养9d后，再次调节pH，然后加入亚铁离子，进行芬顿反应，反应结束对废水中有机物质的降解率进行检测；本发明的体系操作简单，为废水中有机物的降解提供一种新的方法；同时节约了传统芬顿试剂过氧化氢的投入、提高了体系中铁的使用效率。

技术领域

本发明属于环境生物系统工程领域，具体涉及一种基于微藻的光助芬顿体系处理水体有机污染物的方法。

背景技术

近年来，有关污水、污物、废气的排放标准和法规不仅在数量上不断增加，标准也更为严格和苛刻，因此需要不断开发新的高效低耗、安全无害的净化处理方法。高浓度难降解有机废水是水处理技术的难点问题。此类废水主要是染料，农药，医药，化工，食品等生产过程中所产生的废水，难降解有机物的治理研究是目前水污染防治研究的热点与难点。

传统技术，包括生物、物理和化学处理，通常用于去除水污染物。尽管普遍存在使用生物方法处理残余废水，这种方法不适用于去除不可生物降解或有毒化合物。这个限制已经鼓励发展更有效率和废水处理的环保系统。工业废水净化的一种可能性是生物和化学处理的结合办法，首先去除高度可生物降解的部分，然后采用降解顽固污染物高级氧化工艺传统技术，包括生物、物理和化学处理，通常用于去除水污染物。尽管普遍存在使用生物方法处理残余废水，这种方法不适用于去除不可生物降解或有毒化合物。这个限制已经鼓励发展更有效率和废水处理的环保系统。工业废水净化的一种可能性是生物和化学处理的结合方法，首先除去高度可生物降解的部分，然后采用降解顽固污染物高级氧化工艺(Advanced oxidation processes，AOPs)。相对传统技术的化学稳定性或低生物降解性，高级氧化工艺被认为是去除有机污染物的极具竞争力的水处理工艺。高级氧化对污染物不具选择性，均可氧化分解，该项技术在处理难降解废水领域具有非常明显的优势。

芬顿反应(Fenton process)是一种典型的高级氧化方法：即利用过氧化氢与亚铁离子反应产生羟基自由基，可以快速去除传统技术无法去除的难降解有机物。微藻废水耦合是目前废水处理以及开发新能源的热点方向，然而微藻培养对于废水的处理仍然存在污水中有机物质难降解的难题。某些微藻培养过程中在环境胁迫的作用下产生H₂O₂等活性氧物质；高浓度的活性氧能抑制微藻细胞的生长，使细胞的脂质过氧化程度过量增高，抑制细胞的SOD活性。

发明内容

针对微藻培养过程中产生高浓度的活性氧抑制微藻细胞的生长和细胞的SOD活性，以及微藻对废水中有机物降解存在的不足，本发明旨在解决所述问题之一；本发明提供一种光芬顿反应的废水辅助处理方法，实现操作简单化，成本低廉化，高效化的废水处理。

微藻在环境胁迫作用下产生H₂O₂等活性氧，在废水微藻体系一次性补充Fe²⁺作为羟自由基诱生系统产生芬顿反应。太阳光等辐射条件实现体系中的亚铁再循环利用，有效提高微藻对废水中有机污染物的降解能力。

为了实现上述目的，本发明的具体步骤如下：

本发明首先提供一种光助芬顿体系，包括微藻生物培养过程中产生的羟氧自由基、亚铁离子、pH为3～5.5的酸性条件、光源和有机污染物；

本发明基于生物微藻驱动下的光助芬顿体系降解污染物的方法，步骤如下：