本發(fā)明屬于亞硝胺類物質(zhì)的降解技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用顆粒活性炭（gac）+降解菌+零價(jià)鐵（fe0）體系降解亞硝胺類物質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
我國飲用水消毒曾經(jīng)普遍采用氯消毒，但是由于產(chǎn)生大量的鹵代消毒副產(chǎn)物而逐漸被其它消毒劑所取代，其中氯胺消毒能顯著降低氯消毒副產(chǎn)物的產(chǎn)生，但同時(shí)也產(chǎn)生了新型的亞硝胺類消毒副產(chǎn)物，雖然此類物質(zhì)的濃度水平較低（ng/l級(jí)），但由于其毒性遠(yuǎn)高于常規(guī)鹵代烴類消毒副產(chǎn)物（三鹵甲烷和鹵乙酸等），已日益成為環(huán)境化學(xué)研究領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。
亞硝胺類物質(zhì)，通式為r2n-no，此類物質(zhì)無論以哪種方式被人體接觸，均可能致癌、致畸和致突變。目前，亞硝胺類物質(zhì)在大氣、土壤、水、化工產(chǎn)品、煙草、食品、藥物和農(nóng)藥等環(huán)境中均有存在。在人類生活環(huán)境中，廣泛存在的硝酸鹽、亞硝酸鹽和胺類物質(zhì)被認(rèn)為是亞硝胺類物質(zhì)的前體物。亞硝化試劑和胺類在液相或氣相條件下，均可經(jīng)過催化生成致癌性的亞硝胺類物質(zhì)。
在飲用水生產(chǎn)過程中，國內(nèi)外普遍采用預(yù)氧化技術(shù)降低后續(xù)處理單元的負(fù)荷，導(dǎo)致亞硝胺類物質(zhì)提前產(chǎn)生。由于此類物質(zhì)屬于高極性小分子有機(jī)物，因而水處理普遍采用的沙濾及活性炭過濾對(duì)其處理效果并不明顯。目前針對(duì)亞硝胺類物質(zhì)（主要是ndma）有效的消減控制方面的研究主要有紫外及高級(jí)氧化技術(shù)（uv/h2o2，o3/h2o2等）。從目前的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀看，光催化、光降解和化學(xué)氧化法的處理效果較好，但同時(shí)所需的成本較高，且可能帶來二次污染，電化學(xué)氧化和金屬催化在應(yīng)用上有一定局限性，處理水量相對(duì)較小、在后續(xù)的消毒單元中容易重新生成亞硝胺類物質(zhì)，并且成本也較高。因此開發(fā)針對(duì)亞硝胺物質(zhì)經(jīng)濟(jì)、綠色的控制技術(shù)是飲用水處理過程中控制健康安全風(fēng)險(xiǎn)的重點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種利用gac+降解菌+fe0體系降解亞硝胺類物質(zhì)的方法，該方法與化學(xué)氧化法及其它常規(guī)水處理方法相比，不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定污染物的定向去除，處理效果較好，而且具有操作簡(jiǎn)便、處理成本低、不添加任何外來化學(xué)物質(zhì)和避免化學(xué)處理引起的二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種利用gac+降解菌+fe0體系降解亞硝胺類物質(zhì)的方法，其特征在于具體過程為：
（1）降解菌的優(yōu)化，將篩選得到的紅球菌在體積百分比為75%:25%的丙烷與氧氣的混合氣體中置于搖床培養(yǎng)，搖床的參數(shù)設(shè)定為25℃、175r/min；
（2）生物活性炭的馴化，將bsm培養(yǎng)基（礦物鹽培養(yǎng)基）滅菌后加入亞硝酸鹽類物質(zhì)混標(biāo)溶液和培養(yǎng)好的菌液，搖勻，并將洗凈烘干的活性炭裝在玻璃馴化柱中，于室溫下利用蠕動(dòng)泵對(duì)活性炭進(jìn)行循環(huán)馴化；
（3）馴化好的生物活性炭與零價(jià)鐵結(jié)合降解亞硝胺類物質(zhì)，將馴化好的生物活性炭與經(jīng)過酸洗并烘干的鐵屑混合均勻，然后裝填至馴化柱中，利用蠕動(dòng)泵將含有亞硝胺類物質(zhì)的溶液通過馴化柱，水力停留時(shí)間為20-30min，最終實(shí)現(xiàn)溶液中亞硝胺類物質(zhì)的降解。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的亞硝胺類物質(zhì)為亞硝基二甲胺、n-亞硝基甲乙胺或亞硝基吡咯烷中的一種或多種。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的tsb培養(yǎng)基是由粉末狀胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基與純凈水配制而成的，其中粉末狀胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基與純凈水的配比為3g/100ml。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述的bsm培養(yǎng)基的原料組成為k2hpo4?3h2o5.5g/l、nah2po4?h2o1.0g/l、mgso4?7h2o0.2g/l、feso4?7h2o0.012g/l、mnso4?h2o0.003g/l、znso4?7h2o0.003g/l、coso4?7h2o0.001g/l、nh4cl2.0g/l，余量為超純水。
本發(fā)明中的活性炭既能夠發(fā)揮本身的吸附作用以去除部分亞硝胺，又能夠作為微生物生長(zhǎng)的載體，使微生物能有效地對(duì)活性炭吸附的及水體中存在的亞硝胺物質(zhì)進(jìn)行生物降解；零價(jià)鐵本身具有還原性，在反應(yīng)中不僅能夠通過還原反應(yīng)去除亞硝胺，同時(shí)活性炭與零價(jià)鐵形成微電池，產(chǎn)生電子以推進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：
1、本發(fā)明以活性炭為載體，使其上形成生物膜，不但可以利用活性炭作為吸附劑，而且利用微生物的生物代謝作用達(dá)到去除有機(jī)污染物的目的；
2、利用零價(jià)鐵的還原作用及其與活性炭形成微電池系統(tǒng)，提高對(duì)有機(jī)污染物的去除效果；
3、充分利用活性炭對(duì)有機(jī)物的吸附作用和微生物的降解作用，降低了設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用，同時(shí)延長(zhǎng)了活性炭的使用周期；
4、本發(fā)明不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)特定污染物的定向去除，處理效果較好，而且具有操作簡(jiǎn)便、處理成本低、不添加任何外來化學(xué)物質(zhì)和避免化學(xué)處理引起的二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例
降解菌的篩選方法：從實(shí)際水廠中提取生物膜濃縮液，接種于tsb培養(yǎng)基中，過夜培養(yǎng)，再接種于實(shí)現(xiàn)滅菌的無機(jī)礦物鹽培養(yǎng)基中，加入亞硝胺使得目標(biāo)濃度為200ng/l，測(cè)定降解效果。將有降解效果的微生物混合液接種于tsb培養(yǎng)基培養(yǎng)，挑取形態(tài)不一的單菌落試管斜面保存，將分離純化后的不同菌株分別接種于富含亞硝胺的無極礦物鹽培養(yǎng)基中培養(yǎng)，7天后測(cè)定降解效果，根據(jù)降解效果篩選出優(yōu)勢(shì)降解菌，其中tsb培養(yǎng)基由3g粉末狀胰蛋白胨大豆肉湯培養(yǎng)基與100ml純凈水配制而成。
利用gac+降解菌+fe0體系降解亞硝胺類物質(zhì)的具體過程為：
1、降解菌的優(yōu)化，將篩選得到的紅球菌在體積百分比為75%:25%的丙烷與氧氣的混合氣體中置于搖床培養(yǎng)，搖床的參數(shù)設(shè)定為25℃、175r/min；
2、活性炭用去離子水洗凈，然后于105℃烘干24h后裝入玻璃馴化柱；
3、生物活性炭的馴化，將bsm培養(yǎng)基滅菌后加入2ml質(zhì)量濃度為1mg/l的亞硝胺類物質(zhì)混標(biāo)溶液和12ml培養(yǎng)好的菌液（od600=0.8~1.0），搖勻，于室溫利用蠕動(dòng)泵對(duì)上述裝柱的活性炭進(jìn)行循環(huán)馴化，每隔10天再加入6ml培養(yǎng)好的菌液和2ml質(zhì)量濃度為1mg/l的亞硝胺類物質(zhì)混標(biāo)溶液，每隔3天用滅過菌的鐵絲或玻璃棒攪拌活性炭，以使得微生物均勻地生長(zhǎng)在全部活性炭上；
4、馴化好的生物活性炭與零價(jià)鐵結(jié)合降解亞硝胺類物質(zhì)，將馴化好的生物活性炭與經(jīng)過酸洗并烘干的鐵屑混合均勻，然后裝填至馴化柱中，每根馴化柱的填裝高度為10cm，直徑4cm；
5、取200μl1500μg/l的亞硝胺混標(biāo)加入500ml滅菌后的bsm培養(yǎng)基中，配制成200ng/l亞硝胺溶液，利用蠕動(dòng)泵使此溶液經(jīng)馴化柱循環(huán)馴化，水力停留時(shí)間為30min，反應(yīng)48h后測(cè)定溶液中亞硝胺濃度。
所述的bsm培養(yǎng)基的原料組成為k2hpo4?3h2o5.5g/l、nah2po4?h2o1.0g/l、mgso4?7h2o0.2g/l、feso4?7h2o0.012g/l、mnso4?h2o0.003g/l、znso4?7h2o0.003g/l、coso4?7h2o0.001g/l、nh4cl2.0g/l，余量為超純水。
該方法條件下三種亞硝胺物質(zhì)的降解效果評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，經(jīng)48h處理后，gac+降解菌+fe0體系對(duì)ndma、nmea、npyr的去除率分別為83.9%、67.9%和69.6%，單一降解菌作用下去除率分別為67.0%，53.9%和55.5%，對(duì)比表明gac+降解菌+fe0體系對(duì)ndma、nmea、npyr的去除效果分別提高了16.9%、14%和14.1%。
以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。