CN105861409A - 一种砷还原微生物的驯化培养方法 - Google Patents

一种砷还原微生物的驯化培养方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105861409A
CN105861409A CN201610245599.4A CN201610245599A CN105861409A CN 105861409 A CN105861409 A CN 105861409A CN 201610245599 A CN201610245599 A CN 201610245599A CN 105861409 A CN105861409 A CN 105861409A
Authority
CN
China
Prior art keywords
normal saline
saline bottle
bottle
hydrogen
mixed liquor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610245599.4A
Other languages
English (en)
Inventor
莫凌云
李海翔
蒋敏敏
张欢
林华
游少鸿
张学洪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guilin University of Technology
Original Assignee
Guilin University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guilin University of Technology filed Critical Guilin University of Technology
Priority to CN201610245599.4A priority Critical patent/CN105861409A/zh
Publication of CN105861409A publication Critical patent/CN105861409A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/36—Adaptation or attenuation of cells

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种砷还原微生物的驯化培养方法。配制好培养基高压蒸汽灭菌，生理盐水瓶经过无菌水清洗后放入超净工作台紫外灭菌；用注射器向生理盐水瓶中注入灭菌后的培养基，并接种10%的厌氧活性污泥；向瓶中充入氢气再抽空，反复操作4~6次，最后充满氢气，放入恒温振荡器中培养，每天向瓶中补足氢气；培养几天后，从瓶中抽取10%的混合液注入新的生理盐水瓶中，并加入20μg As(Ⅴ)/L；连续培养，当As(Ⅴ)基本被去除后，将混合液中As(Ⅴ)的浓度增加到50μg As(Ⅴ)/L，重复补充As(Ⅴ)、碳源和氮源，直至瓶中产生大量微生物絮体并且As(Ⅴ)的去除率达到稳定，即完成砷还原微生物的驯化培养。

Description

一种砷还原微生物的驯化培养方法
技术领域
本发明属于环境微生物工程技术中的微生物培养驯化技术领域，特别涉及一种砷还原微生物的驯化培养方法，具体是在厌氧条件下利用氢气作为电子供体驯化培养具有砷还原能力的微生物的方法。
背景技术
在我国的不少地区出现了严重的水体砷污染问题。为了保障人们的健康，世界卫生组织、欧盟、日本、美国等先后将饮用水中砷的标准定为10μg/L，我国新的《生活饮用水卫生标准》也将砷含量标准由50μg/L降低到10μg/L。利用微生物法处理水体砷污染具有高效、成本低廉和二次污染少等优势受到广泛的关注。传统的微生物除砷技术主要是将As(Ⅲ)预氧化成As(Ⅴ)再通过吸附作用去除，能达到一定的处理效果，但需要额外投加碳源，运行费用偏高还增加了有机物二次污染的风险，如需达到更高的处理效果还需附加工艺。针对上述缺陷，诞生了一种基于生物转化机理的新型氢自养微生物除砷技术，能将As(Ⅴ)还原成As(Ⅲ)后形成沉淀彻底的从水中去除，其原理是氢自养微生物在厌氧条件下以氢气为电子供体，水中污染物As(Ⅴ)为电子受体，利用无机碳源进行新陈代谢过程，将As(Ⅴ)还原成As(Ⅲ)，As(Ⅲ)与水中某些无机阴离子（如：S2-）形成沉淀从水中去除。以氢气作为基质不需要额外添加微生物生长所需的有机碳源，具有清洁、无残留、成本低廉、生物产量低、无二次污染等优点。
然而，在前期利用生物反应器培养驯化微生物过程中，往往存在以下不足：(1)驯化周期长，驯化效果不稳定；(2)温度不宜控制；(3)氢气消耗量大，运行成本高；(4)易受外界因素影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种砷还原微生物的驯化培养方法，该方法能够快速稳定、成本低廉的驯化培养微生物。
本发明的思路：首先进行厌氧菌纯化，再进行砷还原菌驯化，最后进行砷还原菌富集，即实现砷还原微生物的驯化培养。
具体步骤为：
(1)将配制好的培养基溶液放入高压蒸汽灭菌锅内121℃灭菌20~30min，然后取出再放入超净工作台冷却至室温备用。
(2)用注射器将生理盐水瓶中的生理盐水抽尽，然后注入无菌水清洗再抽出，重复清洗4~6次，最后放入超净工作台中紫外灭菌20~30min。
(3)从生活污水处理厂中取回厌氧污泥，倒入烧杯中静置，形成固液临界面。
(4)用注射器向步骤(2)处理后的生理盐水瓶中注入步骤(1)处理后的培养基溶液，并从步骤(3)静置烧杯中的固液临界面处吸取接种污泥也注入步骤(2)处理后的生理盐水瓶，接种量为10%，然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作4~6次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天向生理盐水瓶中补足消耗掉的氢气，连续培养2~4天，制得混合液。
(5)按照步骤(2)处理生理盐水瓶，备用。
(6)从步骤(4)的生理盐水瓶中抽取10%制得的混合液注入步骤(5)处理后的生理盐水瓶中，并向生理盐水瓶中加入浓度为20μgAs(V)/L的Na2HASO4·7H2O，然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作4~6次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天从生理盐水瓶中抽取10mL混合液经0.22μm滤膜过滤后测定出混合液中As(Ⅴ)的含量。
(7)当As(Ⅴ)被去除后，重复步骤(6)并将混合液中As(Ⅴ)的浓度增加到50μg As(Ⅴ)/L，每天监测As(Ⅴ)的去除，当As(Ⅴ)被去除后，重复补充As(Ⅴ)、碳源和氮源，直至生理盐水瓶中产生大量微生物絮体并且As(Ⅴ)的去除率达到稳定，即完成砷还原微生物的驯化培养。
所述培养基溶液的成分为：128mg/L KH2PO4、434mg/L Na2HPO4、80mg/L NaHCO3、10mg/L NaNO3、1mg/L CaCl2·2H2O、1mg/L FeSO4·7H2O、0.013mg/L ZnSO4·7H2O、0.004mg/L MnCl2·4H2O、0.038mg/L H3BO3、0.025mg/L CoCl2·6H2O、0.001mg/L CuCl2·2H2O、0.001mg/L NiCl2·6H2O、0.004mg/L Na2MoO4·2H2O和0.004mg/L Na2SeO3，并以KH2PO4和Na2HPO4的混合溶液为缓冲液调节其pH=7.2。
所述生理盐水瓶为药店销售的常规医用塑料注射瓶；所有步骤中使用的注射器都是无菌注射器；所充氢气是纯度为99.999%的高纯氢气。
本发明具有如下优点和有益效果：
(1)无需借助厌氧设备。
(2)操作方便快捷，温度容易控制。
(3)能够保证全程无菌。
(4)驯化周期短，驯化效果稳定。
(5)氢气利用率高。
(6)成本低廉。
具体实施方式
实施例：
本实施例利用厌氧活性污泥驯化培养砷酸盐还原菌。
(1)配制2000mL基本培养基，成分如下（mg/L）： KH2PO4 128、Na2HPO4 434、NaHCO3 80、NaNO3 10、CaCl2·2H2O 1、FeSO4·7H2O 1、ZnSO4·7H2O 0.013、MnCl2·4H2O 0.004、H3BO3 0.038、CoCl2·6H2O 0.025、CuCl2·2H2O 0.001、NiCl2·6H2O 0.001、Na2MoO4·2H2O 0.004和Na2SeO3 0.004，以缓冲液（KH2PO4+Na2HPO4）调节pH=7.2。配好培养基溶液后，放入高压蒸汽灭菌锅内121℃灭菌30min，将培养基从高压灭菌锅中取出，放入超净工作台冷却至室温备用。
(2)用注射器将500mL塑料生理盐水注射瓶中的生理盐水液抽尽，然后注入无菌水清洗再抽出，重复清洗5次，放在超净工作台中紫外灭菌30min。
(3)从桂林市七里店污水处理厂中取回厌氧污泥，倒入烧杯中静置，形成固液临界面。
(4)用注射器向步骤(2)处理后的生理盐水瓶中注入步骤(1)处理后的培养基270mL，并从步骤(3)静置烧杯中的固液临界面处吸取接种污泥30mL也注入步骤(2)处理后的生理盐水瓶，接种量为10%。然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作5次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天向生理盐水瓶中补足消耗掉的氢气，连续培养3天，制得混合液。
(5)按照步骤(2)处理生理盐水瓶，备用。
(6)从步骤(4)的生理盐水瓶中抽取10%制得的混合液注入步骤(5)处理后的生理盐水瓶中，并向生理盐水瓶中加入浓度为20μgAs(V)/L的Na2HASO4·7H2O，然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作5次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天从生理盐水瓶中抽取10mL混合液经0.22μm滤膜过滤后测定出混合液中As(Ⅴ)的含量。
(7)4天后As(Ⅴ)基本被去除，重复步骤(6)并将混合液中As(Ⅴ)的浓度增加到50μg As(Ⅴ)/L，每天监测As(Ⅴ)的去除，当As(Ⅴ)基本被去除后，重复补充As(Ⅴ)、碳源和氮源，连续培养9天后瓶中产生大量微生物絮体，并且As(Ⅴ)的去除率达到稳定，即此后每次向瓶中新补充200μg As(Ⅴ)/L后24小时的去除率达到85±2%，即完成砷还原微生物的驯化培养。

Claims (1)

1.一种砷还原微生物的驯化培养方法，其特征在于具体步骤为：
(1)将配制好的培养基溶液放入高压蒸汽灭菌锅内121℃灭菌20~30min，然后取出再放入超净工作台冷却至室温备用；
(2)用注射器将生理盐水瓶中的生理盐水抽尽，然后注入无菌水清洗再抽出，重复清洗4~6次，最后放入超净工作台中紫外灭菌20~30min；
(3)从生活污水处理厂中取回厌氧污泥，倒入烧杯中静置，形成固液临界面；
(4)用注射器向步骤(2)处理后的生理盐水瓶中注入步骤(1)处理后的培养基溶液，并从步骤(3)静置烧杯中的固液临界面处吸取接种污泥也注入步骤(2)处理后的生理盐水瓶，接种量为10%，然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作4~6次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天向生理盐水瓶中补足消耗掉的氢气，连续培养2~4天，制得混合液；
(5)按照步骤(2)处理生理盐水瓶，备用；
(6)从步骤(4)的生理盐水瓶中抽取10%制得的混合液注入步骤(5)处理后的生理盐水瓶中，并向生理盐水瓶中加入浓度为20μgAs(V)/L的Na2HASO4·7H2O，然后用注射器抽尽生理盐水瓶中上空空气，将生理盐水瓶倒立从底部充入氢气，再抽空，反复操作4~6次，以排尽生理盐水瓶中的空气和混合液中的溶解氧，最后充满氢气，放入恒温振荡器中连续培养，设置条件为：150r/min、30℃；每天从生理盐水瓶中抽取10mL混合液经0.22μm滤膜过滤后测定出混合液中As(Ⅴ)的含量；
(7)当As(Ⅴ)被去除后，重复步骤(6)并将混合液中As(Ⅴ)的浓度增加到50μg As(Ⅴ)/L，每天监测As(Ⅴ)的去除，当As(Ⅴ)被去除后，重复补充As(Ⅴ)、碳源和氮源，直至生理盐水瓶中产生大量微生物絮体并且As(Ⅴ)的去除率达到稳定，即完成砷还原微生物的驯化培养；
所述培养基溶液的成分为：128mg/L KH2PO4、434mg/L Na2HPO4、80mg/L NaHCO3、10mg/L NaNO3、1mg/L CaCl2·2H2O、1mg/L FeSO4·7H2O、0.013mg/L ZnSO4·7H2O、0.004mg/L MnCl2·4H2O、0.038mg/L H3BO3、0.025mg/L CoCl2·6H2O、0.001mg/L CuCl2·2H2O、0.001mg/L NiCl2·6H2O、0.004mg/L Na2MoO4·2H2O和0.004mg/L Na2SeO3，并以KH2PO4和Na2HPO4的混合溶液为缓冲液调节其pH=7.2；
所述生理盐水瓶为药店销售的常规医用塑料注射瓶；所有步骤中使用的注射器都是无菌注射器；所充氢气是纯度为99.999%的高纯氢气。
CN201610245599.4A 2016-04-20 2016-04-20 一种砷还原微生物的驯化培养方法 Pending CN105861409A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610245599.4A CN105861409A (zh) 2016-04-20 2016-04-20 一种砷还原微生物的驯化培养方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610245599.4A CN105861409A (zh) 2016-04-20 2016-04-20 一种砷还原微生物的驯化培养方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105861409A true CN105861409A (zh) 2016-08-17

Family

ID=56633153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610245599.4A Pending CN105861409A (zh) 2016-04-20 2016-04-20 一种砷还原微生物的驯化培养方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105861409A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109604329A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 华南理工大学 一种铬污染土壤修复剂及其修复方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351881A (ja) * 2004-05-13 2005-12-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 共存陰イオンの処理装置及び方法
DE102006060485A1 (de) * 2006-12-19 2008-06-26 Brandenburgische Technische Universität Cottbus Verfahren zur Entarsenierung von belastetem Wasser, insbesondere von mit reduziertem As(III) belasteten Grundwasser
CN102167443A (zh) * 2011-05-23 2011-08-31 合肥工业大学 利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法
CN103013868A (zh) * 2012-12-04 2013-04-03 南京大学 一株对砷具有耐受性的硫酸盐还原菌
CN104974948A (zh) * 2014-04-10 2015-10-14 中国科学院生态环境研究中心 一种高效好氧还原砷的微生物
CN105274002A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 桂林理工大学 一种厌氧微生物的富集培养方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005351881A (ja) * 2004-05-13 2005-12-22 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 共存陰イオンの処理装置及び方法
DE102006060485A1 (de) * 2006-12-19 2008-06-26 Brandenburgische Technische Universität Cottbus Verfahren zur Entarsenierung von belastetem Wasser, insbesondere von mit reduziertem As(III) belasteten Grundwasser
CN102167443A (zh) * 2011-05-23 2011-08-31 合肥工业大学 利用厌氧颗粒污泥去除养殖废水中有机砷的方法
CN103013868A (zh) * 2012-12-04 2013-04-03 南京大学 一株对砷具有耐受性的硫酸盐还原菌
CN104974948A (zh) * 2014-04-10 2015-10-14 中国科学院生态环境研究中心 一种高效好氧还原砷的微生物
CN105274002A (zh) * 2015-11-23 2016-01-27 桂林理工大学 一种厌氧微生物的富集培养方法

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINWOOK CHUNG ET AL.: "Bio-reduction of arsenate using a hydrogen-based membrane biofilm reactor", 《CHEMOSPHERE》 *
SIQING XIA ET AL.: "Bioreduction of para-chloronitrobenzene in drinking water using a continuous stirred hydrogen-based hollow fiber membrane biofilm reactor", 《JOURNAL OF HAZARDOUS MATERIALS》 *
孙传尧: "《选矿工程师手册 第2册》", 31 March 2015, 冶金工业出版社 *
张亦飞等: "《现代黄金冶炼技术》", 31 October 2014, 冶金工业出版社 *
张雪霞等: "砷还原菌群对砷的还原作用及菌群的多样性分析", 《生态学杂志》 *
方芳等: "嗜酸氧化亚铁硫杆菌的耐砷驯化与浸矿能力", 《中南大学学报（自然科学版）》 *
杨婧等: "微生物砷代谢机制的研究进展", 《生态毒理学报》 *
洪斌: "微生物对砷的地球化学行为的影响—暨地下水砷污染机制的最新研究进展", 《地球科学进展》 *
潘思宇等: "利用氢基质生物膜反应器去除水中砷酸盐", 《环境科学学报》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109604329A (zh) * 2018-11-30 2019-04-12 华南理工大学 一种铬污染土壤修复剂及其修复方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101407774B (zh) 一种光合细菌制剂的制备工艺
CN104388348A (zh) 用于污水净化与垃圾除臭的微生态制剂及其制备方法
CN105638527B (zh) 一种绿色高产的南美白对虾养殖方法
CN105274002A (zh) 一种厌氧微生物的富集培养方法
CN104541975A (zh) 一种真姬菇液体菌种的快速制备方法及使用方法
CN109220810A (zh) 一种无菌条件下牡丹胚高效生根的方法
CN107603858A (zh) 厌氧微生物培养基制备、接种及培养装置
CN103858676B (zh) 一种北虫草液体菌种的制备方法
CN107523560A (zh) 低浓度铁离子地下水中硝氮去除用固定化载体及制备方法
JP2011177047A (ja) 藻類の培養装置
CN105152325B (zh) 一种耐受土霉素厌氧氨氧化颗粒污泥培养物的培养方法
CN102119659B (zh) 红萍品种保存方法
CN105861409A (zh) 一种砷还原微生物的驯化培养方法
CN104560771B (zh) 一种厌氧菌的分离培养方法
CN104862259B (zh) 高有机负荷中温沼气发酵复合菌剂、其制备方法和用途
CN102630493A (zh) 利用常规饮用水制备食药用菌液体菌种的方法及设备
CN105850729A (zh) 一种柳叶马鞭草培育方法
CN107760605A (zh) 一种利用微藻培养净化豆腐废水的研究方法
CN107118003A (zh) 一种蛹虫草液体发酵菌种的培育方法和应用
CN109554310A (zh) 一种用于消减水体氨氮的生物菌剂的制备方法及生物菌剂
CN101736027A (zh) 一种制备重组人源铜锌超氧化物歧化酶的发酵工艺
CN101209880A (zh) 一种“海绵-微藻”集成系统净化养殖污水的方法
CN203845962U (zh) 一种污泥堆肥发酵装置
CN108033564A (zh) 一种利用微藻培养净化豆腐废水的优化方法
CN108118009A (zh) 一种利用烟沫生产生物肥料增效剂的方法及应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160817

RJ01 Rejection of invention patent application after publication