本发明属于产氢，更具体地，涉及一种水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法。
背景技术：
1、芬顿(fenton)氧化法是一种高效且经济的废水高级氧化技术，在酸性条件下过氧化氢和亚铁离子反应产生强氧化性的羟基自由基(·oh)，氧化降解水中的有机污染物。经典的芬顿氧化工艺通常在均相溶液中进行，具有工艺简单、效率高、设备要求低等优点，在工业废水处理领域具有良好的应用前景。然而，经典芬顿过程也面临着以下缺陷：(a)需要大量的试剂，如h2o2和铁源；(b)通常在酸性条件下操作，ph值范围窄；(c)产生大量含有机污染物的芬顿铁泥。芬顿铁泥通常含有有毒重金属等有害物质，需要按危险固体废物处理，处置成本高。因此，芬顿铁泥的处置限制了其在废水处理中的推广。
2、芬顿铁泥的常用处理方法包括直接填埋、焚烧和水泥基固定。但芬顿铁泥中可能含有微量重金属，直接填埋会释放腐烂气体，对水体和土壤造成重金属污染。芬顿铁泥的焚烧会向空气中释放微量重金属，造成严重的空气污染。另外，水泥基固定会造成铁资源的浪费。芬顿铁泥的资源化利用对于经典fenton过程的成本降低和实际应用具有重要意义。
3、氢气无毒，燃烧后仅生成水，所以被认为是理想的清洁能源。氢气不但是一种优质燃料，还是石油、化工、化肥和冶金工业的重要原料。所有气体中，氢气最轻，导热性最好；除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的。生物制氢技术包括光驱动过程和厌氧发酵两种路线：前者利用光合细菌直接将太阳能转化为氢气，是一个非常理想的过程，但是由于光利用效率很低，光反应器设计困难等因素，近期内很难推广应用；而后者采用的是产氢菌厌氧发酵，它的优点是产氢速度快，反应器设计简单，且能够利用可再生资源和废弃有机物进行生产，相对于前者更容易在短期内实现。
4、因此，目前亟待提出一种利用芬顿铁泥发酵产氢的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法。本发明可在解决芬顿铁泥难处置问题的同时，通过资源再利用的方式制备氢气。
2、为了实现上述目的，本发明提供了一种水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，所述方法包括：
3、将自然风干的水稻土壤作为培养基物质，与水、碳源和芬顿铁泥形成培养体系一起送入培养箱中，并对所述培养箱内进行氮气曝气处理，得到厌氧环境，进行振荡培养，得到混合菌；
4、所述混合菌和所述芬顿铁泥在所述培养箱内反应，产生氢气并通过气袋收集。
5、根据本发明，优选地，所述振荡培养的温度为15-35℃。
6、根据本发明，优选地，所述振荡培养的转速为160-190rpm。
7、根据本发明，优选地，所述振荡培养的初始ph为4.5-8。
8、根据本发明，优选地，所述培养箱进行避光处理。
9、根据本发明，优选地，所述碳源为葡萄糖、蔗糖和淀粉中的至少一种。
10、根据本发明，优选地，所述碳源在所述培养体系内的浓度为0.1g/l-1.0g/l。
11、根据本发明，优选地，所述自然风干的水稻土壤、水和芬顿铁泥的用量比为(0.8-1.2)：(0.8-1.2)：(0.8-1.2)g/ml/ml。
12、根据本发明，优选地，所述氮气曝气处理使用的氮气的浓度为99.99-99.999％。
13、根据本发明，优选地，所述氮气曝气处理使用的时间为28-32min。
14、根据本发明，优选地，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：梭菌5-78％、气杆菌5-30％、假单细胞菌5-20％、弧菌1-15％和甲苯单胞菌5-15％。
15、根据本发明，优选地，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：芽孢杆菌10-70％、大肠杆菌5-35％、沙雷氏菌5-15％和弧菌1-15％。
16、根据本发明，优选地，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：梭菌5-78％、芽孢杆菌10-70％、大肠杆菌5-35％、假单细胞菌5-20％和弧菌1-25％。
17、在本发明中，所述芬顿铁泥具体指采用芬顿及类芬顿工艺产生的、以铁系氢氧化物或铁系氧化物为主要组分的混合物。
18、本发明的技术方案的有益效果如下：
19、本发明实现了将芬顿铁泥的资源化与氢气能源制备协同，有效解决了芬顿铁泥的处置问题(处置不当可能造成的环境污染)，降低了芬顿铁泥的处置成本，使铁资源得到了有效的利用，还可降低氢气生产的成本，实现节能与治污的结合，为节能减排提供关键技术指导。
20、在稻田土壤(以及与稻田土壤类似的湖泊沉积物、污泥厌氧消化池等环境中)环境中，芬顿铁泥中的fe(iii)化合物可以作为电子受体促进混合菌的生长，进而在还原性条件下利用本申请的混合菌可以产生大量的氢气能源。最重要的是，申请人发现：本发明不仅是利用混合菌中的梭菌(clostridium)产氢，混合菌中的芽孢杆菌、假单细胞菌、大肠杆菌、气杆菌、沙雷氏菌、弧菌、甲苯单胞菌也可以与芬顿铁泥在所述培养箱内反应而产生氢气。
21、本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
1.一种水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述振荡培养的温度为15-35℃。
3.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述振荡培养的转速为160-190rpm。
4.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述振荡培养的初始ph为4.5-8。
5.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述培养箱进行避光处理。
6.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述碳源为葡萄糖、蔗糖和淀粉中的至少一种；
7.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，所述氮气曝气处理使用的氮气的浓度为99.99-99.999％；
8.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：梭菌5-78％、气杆菌5-30％、假单细胞菌5-20％、弧菌1-15％和甲苯单胞菌5-15％。
9.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：芽孢杆菌10-70％、大肠杆菌5-35％、沙雷氏菌5-15％和弧菌1-15％。
10.根据权利要求1所述的水稻土壤利用芬顿铁泥发酵产氢的方法，其中，以所述混合菌的总重量计，所述混合菌包括：梭菌5-78％、芽孢杆菌10-70％、大肠杆菌5-35％、假单细胞菌5-20％和弧菌1-25％。