[发明专利]利用硫还原地杆菌简单快速从废水中完全生物去除六价铬的方法

说明书

本发明涉及一种利用硫还原地杆菌简单快速从废水中完全生物去除六价铬的方法。该方法首先在无电子受体的培养基中加入不同浓度的六价铬离子，接着接种活化后的硫还原地杆菌进行培养，在驯化的过程中逐步提高微生物对重金属铬的耐受性；接着将驯化后的微生物富集到含六价铬废水的培养基中，快速将废水中的六价铬还原成三价铬。本发明将六价铬作为唯一电子受体，有效的激发微生物将电子传递给六价铬的效率；富集的微生物细胞量增大，能够快速高效的实现重金属铬的还原，完全能够满足工业化处理六价铬废水的要求，具有方法简单、操作方便、成本低、设备投入小、绿色环保等优点。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种利用硫还原地杆菌简单快速从废水中完全生物去除六价铬的方法。

背景技术

重金属元素具有不可生物降解的特点，能够不断积聚在活体组织中，进而对大多数生物的健康造成危害，因此重金属污染成为了一个重大的环境问题。铬作为重金属的典型代表，通常以六价和三价两种稳定的氧化态存在于环境中，其中Cr(VI)具有毒性、致癌性和诱变性，而Cr(III)毒性较小并且很容易以Cr(OH)₃的形式从溶液中沉淀出来。目前世界各国都加强了对含铬废品的监管，其中毒性大、易迁移、去除难度大的六价铬Cr(VI)备受关注。

解决铬污染问题的办法之一是利用微生物将Cr(VI)还原为Cr(III)，从而将其从废水中去除，相关技术参见中国专利CN105779368A、CN104386831A、CN110451663A等。利用微生物去除溶液中的铬(VI)通常涉及以下阶段：(a)铬离子与细胞表面的结合、(b)铬离子向细胞内转移以及(c)Cr(VI)还原为Cr(III)。科研人员已经发现不同种类的好氧细菌和厌氧细菌都可以还原Cr(VI)，其中包括异化金属还原细菌(DMRB)，如希瓦氏菌。在厌氧细菌中，Cr(VI)可以作为呼吸链中大量电子供体的末端电子受体，有研究表明可溶性酶以及与膜相关的酶均可介导这一过程。总之，现有的用于铬污染治理的微生物种类较为单一，往往还需要与其他化合物或菌种复合使用(如海藻酸钠、纳米氧化铜)，不仅成本高而且工艺复杂。

硫还原地杆菌(Geobacter sulfurreducens)已被广泛用于还原溶液中的U(VI)，但很少用于还原Cr(VI)。经过深入研究，我们发现硫还原地杆菌可以在细胞内或细胞外还原Cr(VI)，在细胞内还原可以通过酶促发生，而在细胞外还原是由于细胞外蛋白质的释放以及水相电子穿梭导致的。基于此，我们成功开发了一种利用硫还原地杆菌简单快速从废水中完全生物去除六价铬的方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种利用硫还原地杆菌简单快速从废水中完全生物去除六价铬的方法，该方法包括以下步骤：(a)向NBAF培养基中加入适量酵母提取物、半胱氨酸，将硫还原地杆菌接种到所得培养基中进行活化培养；(b)向NBA 培养基中加入六价铬离子、半胱氨酸，接着将活化好的菌液接种到所得培养基中进行培养； (c)将步骤(b)筛选出的对Cr(VI)耐受能力强的菌种接种到NBA培养基中，再加入待处理含Cr(VI)废水，混合均匀后继续培养即可。

进一步的，所述NBAF培养基的组成为：富马酸4-5g/L，二水合氯化钙0.04-0.05g/L，七水合硫酸镁0.1-0.2g/L，碳酸氢钠1.5-2g/L，一水和碳酸钠0.5-1g/L，乙酸钠2.-2.5g/L， 100X NB盐溶液10-12mL/L，NB微量元素溶液10-12mL/L，DL维他命溶液10-12mL/L，硒酸钠0.1-0.2mg/L，余量为超纯水。

进一步的，所述NBA培养基的组成为：二水合氯化钙0.04-0.05g/L，七水合硫酸镁0.1-0.2g/L，碳酸氢钠1.5-2g/L，一水和碳酸钠0.5-1g/L，乙酸钠2.-2.5g/L，100X NB盐溶液10-12mL/L，NB微量元素溶液10-12mL/L，DL维他命溶液10-12mL/L，硒酸钠 0.1-0.2mg/L，余量为超纯水。