[发明专利]一种微生物电催化降解亚硝基二甲胺的方法

说明书

本发明涉及的是一种微生物电催化降解亚硝基二甲胺的方法，属于微生物电化学技术领域。本发明利用电流值反馈反应器对亚硝基二甲胺的降解能力，当电流值经过稳定平台后出现迅速降低现象时，即反映反应器对亚硝基二甲胺的降解能力开始出现衰退。此时快速置换电解质培养液可以将与电极附着作用弱的游离菌种筛除，并补充新鲜培养液，使反应器保持高效降解能力，从而实现亚硝基二甲胺的快速微生物辅助电催化降解。

技术领域

本发明涉及的是一种微生物电催化降解亚硝基二甲胺的方法，属于微生物 电化学技术领域。

背景技术

亚硝基二甲胺是近年来引起学界广泛关注的极度致癌物，是运载火箭液态 燃料偏二甲肼的主要氧化产物之一，同时也是氯化消毒的副产物。亚硝基二甲 胺广泛存在于工业制品、食品和污染大气中，特别是在地下水及饮用水中的高 检出使得目前对亚硝基二甲胺的研究逐渐成为热点。环境中亚硝基二甲胺难于 通过物理法处理。亚硝基二甲胺分子非常小，除反渗透技术外，超滤与纳滤等 膜处理方法基本对亚硝基二甲胺没有去除效果。通过臭氧、过氧化物等的高级 氧化过程所产生的羟基自由基能用于降解亚硝基二甲胺。但是无论在水中还是 大气中臭氧均不能直接与亚硝基二甲胺发生降解反应，臭氧氧化以及其他高级 氧化过程的效率将会受到羟基自由基存在的限制并最终影响亚硝基二甲胺的降解效率。因此，降解效率不高一直是高级氧化降解法应用的瓶颈。有研究报道 紫外光解可有效地降解亚硝基二甲胺，其在225-250nm紫外光条件下光解生成二 甲胺和亚硝酸。但是紫外光解法耗能巨大，降解一个数量级浓度的亚硝基二甲 胺所需能量为1J/cm²。因此，采用紫外光降解法去除亚硝基二甲胺并不经济， 无法实现广泛应用。

微生物降解是原位修复水中亚硝基二甲胺最具潜力的方法，研究发现土壤 中某种未鉴别的菌种能够将亚硝基二甲胺矿化。但仍需要进一步研究亚硝基二 甲胺降解菌种，以及其降解亚硝基二甲胺的性能和种间生长关系。微生物电化 学系统是利用产电微生物与电极之间的电子传递机制，以微生物作为电极催化 剂构建形成的微生物电催化反应系统。微生物电化学系统是一个崭新且富有挑 战性的领域，在资源和能源回收以及环境污染修复等方面已经日渐展现出其独 有的特色和吸引力。

发明内容

为改善上述技术问题，本发明提供一种微生物电催化降解亚硝基二甲胺的 方法，该方法在生物电极上可富集培养亚硝基二甲胺活性产电微生物菌群，从 而可以利用微生物辅助电催化作用，实现快速降解亚硝基二甲胺。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种微生物电催化降解亚硝基二甲胺的方法，包括如下步骤：

A)在反应池内固定生物阳极和化学阴极，注入含亚硝基二甲胺的电解质培 养液，在生物阳极和化学阴极之间接入恒压电源形成闭合电路，并连续监测电 解电流值，此为第1培养周期；

B)当电流监控元件监测第1培养周期的电解电流值达到稳定平台电流之后 并出现降低时，断开电路并更换含亚硝基二甲胺的电解质培养液，调节恒压电 源的电压，开始下一培养周期；

C)完成步骤B)后，根据所需的亚硝基二甲胺去除率，再重复操作步骤B) n次；其中n为1以上的数。