[发明专利]一种异化金属还原菌自驱动同步生物芬顿降解有机污染物的方法

说明书

一种异化金属还原菌自驱动同步生物芬顿降解有机污染物的方法，涉及有机污染物降解技术领域。异化金属还原菌有氧条件下进行芬顿试剂Fe(II)的胞外循环再生，以及同时通过有氧呼吸产生芬顿试剂Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;。Fe(Ⅱ)在胞外Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;产生高反应活性的羟基自由基，从而对有机污染物实现高效氧化降解。这种异化金属还原菌驱动的同步生物芬顿降解方法，对有机污染物具有普遍降解能力，反应条件易控制，无需额外添加芬顿试剂，物料成本低廉，在环境有机污染物降解及异化金属还原菌的环境修复应用领域有很强的重要价值。

技术领域

本发明涉及有机污染物降解技术领域，具体是涉及一种异化金属还原菌自驱动同步生物芬顿降解有机污染物的方法。

背景技术

生态环境是关系民生的重大社会问题。随着我国社会经济的快速发展，环境有机污染物逐渐增加。环境中大量存在的有机污染物若不加以有效处理，将直接或间接危害人类健康。随着我国对生态保护和环境治理的日益重视，环境有机污染物的有效控制已成为当前环境领域关注的热点问题。

相比于传统的化学-物理等处理技术，生物处理方法因其成本低廉、易于操作、环境友好等优点而日益受到重视，成为环境有机污染治理的重要手段，具有良好的应用前景。但是，对于一些复杂难降解的有机污染物，其可生化性较差，单纯的生物处理方法难以直接有效降解。因此，对于含难降解有机污染物废水的处理，通常使用芬顿氧化法作为废水生化处理前的预处理工艺，或者作为废水生化处理后的深度处理工艺。

芬顿(Fenton)氧化法是指在酸性条件下，通过Fe²⁺和H₂O₂反应产生具有强氧化性质的羟基自由基(·OH)，实现有机污染物的高效氧化降解。芬顿法具有无选择特异性、氧化性强、环境友好等优点，在难降解有机废物的处理等环保领域中具有重要的应用价值。但是，芬顿氧化工艺需要不断添加双氧水和硫酸亚铁，以及需要额外添加酸、碱调节体系pH值。这使得目前常规芬顿氧化工艺的成本较高，且污泥产生量多。

生物芬顿是近年来出现的新型芬顿技术之一。它利用微生物细胞能够产生芬顿试剂H₂O₂(通过微生物利用O₂胞内有氧呼吸)和Fe(II)(通过微生物对Fe(III)的胞外还原)，从而驱动Fenton反应持续产生·OH自由基，进行有机污染物的降解。通过现有部分文献报道可知，异化金属还原细菌是一类能够利用金属离子作为电子受体进行厌氧呼吸的微生物，但是当前基于异化金属还原细菌的生物修复方法，是需要缺氧/有氧重复操作来实现芬顿试剂Fe(II)再生和H₂O₂产生。这使得两种芬顿试剂的生物产生是相互间隔的，不能满足芬顿反应的持续发生。同时，该修复体系操作繁琐、耗时冗长，严重限制生物芬顿在有机污染物修复中的实际应用。因此，亟需发展一种新型的基于异化金属还原细菌驱动的自主连续式生物芬顿反应系统及降解方法。

发明内容

针对当前异化金属还原细菌驱动的缺氧/有氧重复芬顿降解技术，存在操作繁琐，耗时冗长的技术缺陷，本发明的目的在于提出一种简单、绿色、低成本的异化金属还原菌自驱动同步生物芬顿降解有机污染物的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种异化金属还原菌自驱动同步生物芬顿降解有机污染物的方法，异化金属还原菌在有氧条件下进行芬顿试剂Fe(II)的胞外循环再生，同时通过有氧呼吸产生芬顿试剂H₂O₂，从而驱动Fenton反应持续产生高反应活性的羟基自由基·OH自由基，对有机污染物实现高效氧化降解。