CN101245328A - 一种粪产碱杆菌及其用于催化降解苯酚废水的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能有效降解苯酚的微生物菌株，它是粪产碱杆菌JH1013(Alcaligenes faecalis JH1013)CCTCC NO：M 208006及用该微生物制成的固定化粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法。本发明具有如下优势：1.粪产碱杆菌容易培养，固定化工艺简单，催化降解效果好，耐高浓度苯酚，降苯酚能力强，可高效降解浓度高达2000mg·L－1的苯酚废水，可重复使用。2.水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ－Al2O3或其负载型固体碱为载体制备的固定化粪产碱杆菌，弹性好，对温度、pH值的耐受性强，机械强度高，降解性能稳定，半衰期长。3.固定化细胞的载体水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ－Al2O3经煅烧可重复使用。4.固定化粪产碱杆菌降解苯酚，降解工艺简单，条件温和，环境友好，菌体不易流失、载体内微生物浓度高、降解速度快、降解效率高和不易造成二次污染。

Description

一种粪产碱杆菌及其用于催化降解苯酚废水的方法
技术领域
本发明涉及一种用微生物催化降解苯酚废水的方法
背景技术
苯酚是石油化工、造纸、炼焦和纺织等工业废水中的主要污染物之一，许多国家已经将其列为重点控制的污染物。生物法降解苯酚废水，具有工艺简单，条件温和，环境友好，处理成本低、二次污染小等优点。一般认为含苯酚5-500mg·L-1的废水适合采用生物法处理，但对更高含量的含苯酚废水处理效果却很不理想[章杰等，四川环境.2006，25(1)：8-10；孙敏等，中国医学工程杂志.2004，12(3)：93-94]。游离微生物也可降解高浓度苯酚废水(1000-2000mg·L-1)[龚斌等，环境科学学报.2006，37(6)：2008-2012；杨素亮，化学工业与工程.2006，23(4)：287-290；CN1500802的苯酚羟化酶基因及其用途]，但存在菌体易流失、微生物浓度低、反应速度慢和产生大量的污泥易造成二次污染，占地面积大等不足之处。目前国际上一直致力于固定化技术进行废水生物处理的研究。其中由于微生物细胞被固定化后，细胞内酶系保存完整，相当于一个多酶生物反应器，可使反应更加充分、彻底，所以固定化细胞技术得到了更为广泛的应用。固定化微生物细胞可降解较高浓度苯酚废水(800mg·L-1)[何泽超，四川大学学报(工程科学版).2005，37(6)：61-64；吴志国，微生物学通报.2005，32(4)：31-36]。以海藻硅酸钠等为载体，包埋法制备固定化细胞可降解浓度为915mg·L-1的苯酚废水[孙艳等，环境科学研究.1999，12(1)：1-4]，其降解速度和降解效率均高于游离状态下的。[Bai Jing et al，Process Biochemistry.2007，42(4)：510-517]公开了从活性污泥分离得到粪产碱杆菌(Alcaligenesfaecalis)，此菌对苯酚废水的最大降解能力为1600mg·L-1。
发明内容
本发明的目的是提供一种活性高、使用寿命长、价格低廉的固定化粪产碱杆菌，以及用该固定化粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法。
本发明的目的是通过如下方式实现的：
一种能有效降解苯酚的微生物菌株，它是粪产碱杆菌JH1013(Alcaligenesfaecalis JH1013)CCTCC NO：M 208006。
粪产碱杆菌JH 1013样品已于2008年1月9日保藏在中国武汉武汉大学中国典型培养物保藏中心，保藏编号CCTCC NO：M208006。
一种用粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法：
(1)、将权利要求1所述的粪产碱杆菌JH 1013进行常规培养，离心分离，取离心物溶于pH 6.5-8.5的磷酸盐缓冲液中，得含有粪产碱杆菌的菌悬液，以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附粪产碱杆菌，制得固定化粪产碱杆菌；
(2)、将固定化粪产碱杆菌加入苯酚废水中，苯酚浓度≤2500mg·L-1，固定化粪产碱杆菌的用量为苯酚废水的0.5-5.0wt％，振荡速率100-600rpm，降解温度20-40℃，pH 5-9，时间4-64h。
粪产碱杆菌培养条件：牛肉膏蛋白胨培养液，振荡速率100-400rpm，温度25-35℃，pH 6-8，时间12-36h。
固体碱为水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3其中一种或几种；负载型固体碱为：负载KF、CaF2、ZnF2、NaF或K2CO3的水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3。
本发明具有如下优势：1、粪产碱杆菌JH1013容易培养，固定化工艺简单，催化降解效果好，耐高浓度苯酚，降苯酚能力强，可高效降解浓度高达2000mg·L-1的苯酚废水，可重复使用。2、水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3或其负载型固体碱为载体制备的固定化粪产碱杆菌，弹性好，对温度、pH值的耐受性强，机械强度高，降解性能稳定，半衰期长。3、固定化细胞的载体水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3等经煅烧可重复使用。4、固定化粪产碱杆菌降解苯酚，降解工艺简单，条件温和，环境友好，菌体不易流失、载体内微生物浓度高、降解速度快、降解效率高和不易造成二次污染。5、固定化粪产碱杆菌对苯酚废水的最大降解能力可达2500mg·L-1。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明方法是以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附粪产碱杆菌JH 1013制备固定化粪产碱杆菌，以及利用固定化粪产碱杆菌降解苯酚废水。
实施例1：
将粪产碱杆菌JH 1013菌株在牛肉膏蛋白胨培养液中培养24h，振荡速率100rpm，温度35℃，pH7。离心分离，取离心物溶于pH 8.0的磷酸盐缓冲液中，得含有粪产碱杆菌的菌悬液，用碳酸钙载体吸附粪产碱杆菌，制得固定化粪产碱杆菌。将固定化粪产碱杆菌加入苯酚废水中，苯酚废水中苯酚浓度1000mg·L-1，固定化粪产碱杆菌用量为苯酚废水重的0.5wt％，振荡速率200rpm，温度32℃，pH 8，时间为18h，降解率为99.4％。
实施例2：
将粪产碱杆菌JH 1013菌株在牛肉膏蛋白胨培养液中培养24h，振荡速率150rpm，温度30℃，pH 8。离心分离，取离心物溶于pH 7.2的磷酸盐缓冲液中，得含有粪产碱杆菌的溶液，用Mg-Al水滑石载体吸附粪产碱杆菌，制得固定化粪产碱杆菌。将固定化粪产碱杆菌加入苯酚废水中，苯酚废水中苯酚浓度1800mg·L-1，固定化粪产碱杆菌用量为苯酚废水重的1.5wt％，振荡速率300rpm，温度28℃，pH 7，时间为36h，降解率为82.9％。

Claims (4)

1、一种能有效催化降解苯酚的微生物菌株，它是粪产碱杆菌JH 1013(Alcaligenes faecalis JH 1013)CCTCC NO：M 208006。
2、一种用粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法，其特征在于：
(1)、将权利要求1所述的粪产碱杆菌JH 1013进行常规培养，离心分离，取离心物溶于pH 6.5-8.5的磷酸盐缓冲液中，得含有粪产碱杆菌的菌悬液，以固体碱或负载型固体碱为载体，吸附粪产碱杆菌，制得固定化粪产碱杆菌；
(2)、将固定化粪产碱杆菌加入苯酚废水中，苯酚浓度≤2500mg·L-1，固定化粪产碱杆菌的用量为苯酚废水的0.5-5.0wt％，振荡速率100-600rpm，降解温度20-40℃，pH 5-9，时间4-64h。
3、根据权利要求2所述的用粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法，其特征在于：粪产碱杆菌培养条件：牛肉膏蛋白胨培养液，振荡速率100-400rpm，温度25-35℃，pH 6-8，时间12-36h。
4、根据权利要求2所述的一种用粪产碱杆菌催化降解苯酚废水的方法，其特征在于：固体碱为水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3其中一种或几种；负载型固体碱为：负载KF、CaF2、ZnF2、NaF或K2CO3的水滑石、类水滑石、纳米碳酸钙、γ-Al2O3。
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