CN111676176B - 一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 - Google Patents

一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和应用，所述嗜盐嗜碱性硫微螺菌命名为硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2020年6月10日，保藏编号为CGMCC No.20059，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该菌株生长速率快、硫化物耐受性强，能够适应硫化氢含量波动大的环境，具有能在高盐高碱高硫化物的条件下氧化硫氢化物生成单质硫的能力，单质硫得率达到85％以上，硫化氢脱除率达到99％以上，显著提高生物脱硫系统的抗逆性，扩展生物脱硫技术的应用范围。

Description

一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的 应用
技术领域
本发明属于环境生物技术领域，涉及一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用，尤其涉及一种高生长速率且对硫化物耐受程度高的嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用。
背景技术
生物脱硫技术可以在常温常压下将气体中硫化氢氧化生成单质硫，并从体系中排出。与传统物理、化学方法相比，生物脱硫技术具有条件温和、无二次污染、不会堵塞系统等优点，目前已经应用于能源气、废气等脱硫工程中。该技术中所使用的脱硫菌主要为化能自养微生物，可以利用CO2为碳源，同时在氧化S2-的过程中获得能量。在处理含硫化氢气体过程中，气体中的硫化氢(H2S)在吸收塔中通过碱液吸收，转化成HS-而进入水相中，HS-被脱硫微生物吸附进入微生物细胞内，在有O2条件下，微生物将S2-氧化为单质硫，同时碱液被再生，重新吸收硫化氢。相比于近中性的硫氧化菌，嗜盐嗜碱硫氧化菌具有更高的pH和盐度的耐受性，使脱硫系统pH和盐度大大提高，提高对硫化氢的吸收速率和吸收容量，具有明显的成本优势，已经成为新型生物脱硫技术的主要菌株。
在生物脱硫工程中，经常遇到待处理气体中硫化氢含量波动大、硫化氢供应过少或过量的问题。硫化氢过少时，因硫源减少，硫氧化菌生物量下降，又因为硫氧化菌为化能自养菌，生长较慢，因此系统恢复时间长；硫化氢过量会造成毒性硫化物的积累，硫氧化菌失活或死亡，最终导致系统崩溃。因此如何应对气体中硫化氢的含量不稳定，是生产中面临的现实问题。若能筛选出生长速率快、硫化物耐受性强的硫氧化菌，将有助于解决硫化氢含量波动大的问题，进一步提高生物脱硫技术的抗逆性，拓展应用范围。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用，尤其提供一种高生长速率且对硫化物耐受程度高的嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌，所述嗜盐嗜碱性硫微螺菌命名为硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2020年6月10日，保藏编号为CGMCC No.20059，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
本发明所述“高生长速率”是指本发明所涉及的硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株种子液以1％接种于含30g/L硫代硫酸钠液体培养基中，30℃、160r/min摇床培养24h后其OD值达到0.8以上(详见实施例3的记载)。
本发明所涉及的硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株分离自内蒙古鄂托克旗盐碱湖岸边沉积物，具有在高盐高碱条件下，氧化硫化物产生单质硫的特性。该菌属于化能自养微生物，细胞能量来自于硫氢化物、单质硫、硫代硫酸钠等还原态含硫化合物氧化产生的化学能，碳源来自大气中的二氧化碳，可在pH 8.0-12.0、0.5-4.0M Na+的高盐高碱条件下生长。
本发明所涉及的硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株的分离培养方法如下：
(1)采集内蒙古鄂托克旗盐碱湖岸边沉积物，取0.5g样品置于100mL硫代硫酸钠的液体培养基中，30℃、180rpm摇床震荡培养48h；
(2)取1mL悬浊液接种于100mL硫代硫酸钠液体培养基中，继续30℃、180rpm摇床震荡培养48h；
(3)取100μL悬浊液涂布于硫代硫酸钠固体培养基表面，30℃静置培养48h，挑选白色菌落进行复筛、鉴定；
其中，硫代硫酸钠液体培养基包括如下成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2。
其中，硫代硫酸钠固体培养基中其它成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2、1.5％琼脂粉。
经多次纯化后，获得一株高生长速率的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株。
第二方面，本发明提供一种如上所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌的培养方法，所述培养方法包括将所述嗜盐嗜碱性硫微螺菌在含有硫代硫酸钠或单质硫的培养基中培养。
在本发明中，所述含有硫代硫酸钠的培养基包括Na2S2O3、NaHCO3、NH4Cl、KNO3、K2HPO4和MgCl2。
优选地，所述含有硫代硫酸钠的培养基还包括NaOH和/或NaCl。
优选地，所述含有硫代硫酸钠的培养基以质量浓度计包括5-20g/L Na2S2O3、20-70g/L NaHCO3、0-20g/L NaOH、0-100g/L NaCl、0.1-1.0g/L NH4Cl、0.1-1.0g/L KNO3、0.5-5.0g/L K2HPO4和0.05-0.3g/L MgCl2。
所述Na2S2O3的质量浓度可以为5g/L、8g/L、10g/L、15g/L或20g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述NaHCO3的质量浓度可以为20g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、60g/L或70g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述NaOH的质量浓度可以为5g/L、10g/L、15g/L或20g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述，当质量浓度为0时，表示不添加NaOH。
所述NaCl的质量浓度可以为5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、80g/L或100g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述，当质量浓度为0时，表示不添加NaCl。
所述NH4Cl的质量浓度可以为0.1g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.8g/L或1.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述KNO3的质量浓度可以为0.1g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.8g/L或1.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述K2HPO4的质量浓度可以为0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、3.0g/L、4.0g/L或5.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述MgCl2的质量浓度可以为0.05g/L、0.1g/L、0.15g/L、0.2g/L、0.25g/L、0.28g/L或0.3g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
在本发明中，所述含有单质硫的培养基包括单质硫、NaHCO3、NH4Cl、KNO3、K2HPO4和MgCl2。
优选地，所述含有单质硫的培养基还包括NaOH和/或NaCl。
优选地，所述含有单质硫的培养基以质量浓度计包括5.0-10.0g/L单质硫、20-70g/L NaHCO3、0-20g/L NaOH、0-100g/L NaCl、0.1-1.0g/L NH4Cl、0.1-1.0g/L KNO3、0.5-5.0g/L K2HPO4和0.05-0.3g/L MgCl2。
所述单质硫的质量浓度可以为5.0g/L、6.0g/L、7.0g/L、8.0g/L、9.0g/L或10.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述NaHCO3的质量浓度可以为20g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、60g/L或70g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述NaOH的质量浓度可以为5g/L、10g/L、15g/L或20g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述，当质量浓度为0时，表示不添加NaOH。
所述NaCl的质量浓度可以为5g/L、10g/L、20g/L、30g/L、40g/L、50g/L、60g/L、80g/L或100g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述，当质量浓度为0时，表示不添加NaCl。
所述NH4Cl的质量浓度可以为0.1g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.8g/L或1.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述KNO3的质量浓度可以为0.1g/L、0.3g/L、0.4g/L、0.5g/L、0.6g/L、0.8g/L或1.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述K2HPO4的质量浓度可以为0.5g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、3.0g/L、4.0g/L或5.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
所述MgCl2的质量浓度可以为0.05g/L、0.1g/L、0.15g/L、0.2g/L、0.25g/L、0.28g/L或0.3g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述含有硫代硫酸钠或单质硫的培养基的pH为8.0-12.0，例如pH＝8.0、pH＝8.5、pH＝9.0、pH＝9.5、pH＝10.0、pH＝10.5、pH＝11.0、pH＝11.5、或pH＝12.0等，钠离子浓度为0.5-4.0M，例如0.5M、1.0M、1.5M、2.0M、2.5M、3.0M或4.0M等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
第三方面，本发明提供一种如上所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌在气体生物脱硫中的应用。
在本发明中，所述应用的方法包括如下步骤：
(1)用碱性洗涤液吸收气体中的含硫物质，形成高含硫溶液；
(2)将如上所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌接种于步骤(1)得到的高含硫溶液中进行脱硫处理。
在上述脱硫处理过程中，硫微螺菌BDL03将高含硫溶液中的硫氢化钠氧化为单质硫，同时再生碱性洗涤液；单质硫经过团聚形成微米级硫颗粒，自然沉降0.1min-1h后，从生物反应器中排出，达到脱硫目的；排出硫颗粒的碱液将继续循环用于对气体中硫化氢的吸收。单质硫的生成率大于85％，硫化氢脱除率达到99％以上。
优选地，所述气体包括天然气、沼气、石油炼制气、煤炼制气、填埋气或粘胶纤维生产废气。
优选地，所述含硫物质包括硫化氢，所述高含硫溶液中硫氢化钠的浓度为0.1-3.0g/L，例如0.1g/L、1.0g/L、1.5g/L、2.0g/L、2.5g/L或3.0g/L等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述碱性洗涤液含有碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠中的任意一种或至少两种的组合；所述至少两种的组合例如碳酸钠和碳酸氢钠的组合、碳酸氢钠和氢氧化钠的组合等，其他任意的组合方式均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述碱性洗涤液的pH值为8.0-12.0，例如pH＝8.0、pH＝8.5、pH＝9.0、pH＝9.5、pH＝10.0、pH＝10.5、pH＝11.0、pH＝11.5、或pH＝12.0等，钠离子浓度为0.5-4.0M，例如0.5M、1.0M、1.5M、2.0M、2.5M、3.0M或4.0M等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述高含硫溶液的氧化还原电位为-250～-400mV，例如-250mV、-300mV、-330mV、-350mV、-380mV或-400mV等，上述数值范围内的具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
优选地，所述高含硫溶液的氧化还原电位的调节方式包括调节氧气的供应量。
作为本发明的优选技术方案，所述嗜盐嗜碱性硫微螺菌在气体生物脱硫中的应用方法包括如下步骤：
(1)用pH值8.0-12.0、钠离子浓度0.5-4.0M的碱性洗涤液吸收气体中的硫化氢，形成硫氢化钠浓度为0.1-3.0g/L的高含硫溶液；
(2)将如上所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌接种于步骤(1)得到的高含硫溶液中进行脱硫处理，通过调节氧气的供应量控制溶液的氧化还原电位为-250～-400mV；
(3)单质硫自然沉降0.1-60min，排出，碱性洗涤液循环利用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明所涉及的硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株生长速率快，其以1％接种于含30g/L硫代硫酸钠液体培养基中，30℃、160r/min摇床培养24h后其OD值达到0.8以上，且硫化物耐受性强，能够适应硫化氢含量波动大的环境，具有能在高盐高碱高硫化物的条件下氧化硫氢化物生成单质硫的能力，单质硫得率达到85％以上，硫化氢脱除率达到99％以上，显著提高生物脱硫系统的抗逆性，扩展生物脱硫技术的应用范围。
附图说明
图1是本发明所述硫微螺菌BDL03的菌落形态图；
图2是本发明所述硫微螺菌BDL03的进化地位图；
图3是本发明所述硫微螺菌BDL03和硫碱弧菌D301的生长曲线进行对比图；
图4是本发明所述硫微螺菌BDL03用于脱硫处理的硫化氢脱除率和单质硫生成率随时间的变化图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供本发明所涉及的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株的筛选分离方法，操作如下：
(1)采集内蒙古鄂托克旗盐碱湖岸边沉积物，取0.5g样品置于100mL硫代硫酸钠的液体培养基中，30℃、180rpm摇床震荡培养48h；
(2)取1mL悬浊液接种于100mL硫代硫酸钠液体培养基中，继续30℃、180rpm摇床震荡培养48h；
(3)取100μL悬浊液涂布于硫代硫酸钠固体培养基表面，30℃静置培养48h，挑选白色菌落进行复筛、鉴定；
其中，硫代硫酸钠液体培养基包括如下成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2。
其中，硫代硫酸钠固体培养基中其它成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2、1.5％琼脂粉。
经多次纯化后，获得一株高生长速率的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株。
对得到的硫微螺菌BDL03的菌落形态进行观察，如图1所示：菌落呈白色、圆形、边缘整齐，培养后期，白色菌落逐渐变为透明状。
对得到的硫微螺菌BDL03进行革兰氏染色，呈阴性。
对得到的嗜盐硫碱杆菌BDL03进行16S rDNA序列测定，序列如下：
GGTGCAACCCACTCCCATGGTGTGACGGGCGGTGTGTACAAGGCCCGGGAACGTATTCACCGCAACATTCTGATTTGCGATTACTAGCGATTCCGACTTCATGGAGTCGAGTTGCAGACTCCAATCCGGACTACGATCGGTTTTTTCAGATTAGCACCACCTCGCGGCTTCGCAACTGTTTGTACCGACCATTGTAGCACGTGTGTAGCCCATCCCATAAGGGCCATGATGACTTGACGTCGTCCCCGCCTTCCTCCGGTTTATCACCGGCAGTCTCATTAGAGTTCTCAACTAAATGGTAGCAACTAATGATAAGGGTTGCGCTCGTTGCGGGACTTAACCCAACATCTCACGACACGAGCTGACGACAGCCATGCAGCACCTGTCTCACAGTTCCCGAAGGCACCAATCTATCTCTAGAAAGTTCTGTGGATGTCAAGGGATGGTAAGGTTCTTCGCGTTGCATCGAATTAAACCACATGCTCCACCGCTTGTGCGGGCCCCCGTCAATTCCTTTGAGTTTTAATCTTGCGACCGTACTCCCCAGGCGGTCAACTTATCGCGTTAGCTGCGCTACTAATCTTTTTAATAAGACCAACAGCTAGTTGACATCGTTTAGGGCGTGGACTACCGGGGTATCTAATCCCGTTTGCTCCCCACGCTTTCGCACCTCAGCGTCAGTTTTAGTCCAGGAAGGCGCCTTCGCCACTGATGTTCCTTCTGATATCTACGCATTTCACTGCTACTCCAGAAATTCCCCTTCCCTCTACTAAACTCCAGACTGCCAGTTTCAATCGCCATTCCTAGGTTGAGCCCAGGGCTTTCACAACTGACTTAACAATCCGCCTACGCGCGCTTTACGCCCAGTAATTCCGAATAACGCTTGCACCCTCTGTATTACCGCGGCTGCTGGCACAGAGTTAGCCGGTGCTTTTTCTGTGAGTAACGTCACAGCTAGCAGGTATTAACTACTAACCTTTCCTCCTCACTAAAAGTGCTTTACAACCCTCGGGCCTTCTTCACACACGCGGCATGGCTGCATCAGAGTTTCCTCCATTGTGCAATATTCCCCACTGCTGCCTCCCGTAGGAGTCTGGGCCGTGTCTCAGTCCCAGTGTGGCTGATCATCCTCTCAAACCAGCTATAGATCGTCGCCTTGGTAAGCCATTACCTTACCAACTAGCTAATCTAACATGGGCTCATCCTTTAGCGATAGCTTACAAGTAGAGGCCACCTTTCATCCGTAGATCTCATTCGGTATTAACGTACGTTTCCATACGGTATCCCCAACTAAAGGGCAGATTCCCATGCATTACTCACCCGTCCGCCACTC。
以上分析结果表明其为硫微螺菌属(Thiomicrospira sp.)。
实施例2
本实施例对本发明所涉及的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株的进化地位进行探讨，操作如下：
将4℃保存的硫微螺菌BDL03菌种划线活化培养后，接种于盛有100mL硫代硫酸钠液体培养基中，置30℃、160r/min摇床培养30h，进入对数生长期。将上述活化菌株在硫代硫酸钠固体培养基上划线，得到单菌落，待菌落长到直径1mm左右，用作PCR模板。
其中，硫代硫酸钠液体培养基包括如下成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2。
其中，硫代硫酸钠固体培养基包括如下成分：20g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2、1.5％琼脂粉。
16s rRNA片段扩增的引物如下：
27F primer AGAGTTTGATCMTGGCTCAG
1492R TACGGYTACCTTGTTACGACTT
PCR反应体系如下：
Figure BDA0002597082320000111
PCR反应条件如下：
Figure BDA0002597082320000121
采用MEGA5.05软件，邻位连接法显示“BDL03”与相关种的16S rDNA序列系统发育树，进行1000次的相似度重复计算，如图2所示，图中发育树节点只显示Bootstrap值大于50％数值，上标的“T”表示模式菌株。
实施例3
本实施例对本发明所涉及的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株和专利号201410061877.1的专利公开的硫碱弧菌D301菌种的生长曲线进行对比，操作如下：
将上述两种菌分别划线活化培养后，接种于盛有100mL硫代硫酸钠液体培养基中，置于30℃、160r/min摇床培养30h，进入对数生长期，用作种子液。取1mL种子液接种到盛有100mL含30g/L硫代硫酸钠液体培养基中，置30℃、160r/min摇床培养，按时取样，测定OD和硫代硫酸钠利用情况。
其中硫代硫酸钠液体培养基(pH 9.5、1.0M Na+)包括如下成分：30g/L Na2S2O3、40g/L NaHCO3、5g/L NaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/LMgCl2。
所述硫碱弧菌D301已进行保藏，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2013年11月25日，保藏编号为CGMCC No.8497，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
结果如图3所示：相比硫碱弧菌D301，硫微螺菌BDL03具有更快的生长速率，其培养24h后OD值达到0.8以上，而硫碱弧菌D301的OD值只有0.4，说明硫微螺菌BDL03具有在高盐高碱环境下快速生长和硫氧化能力，可以应用于含硫化氢气体的处理中。
实施例4
本实施例对本发明所涉及的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03菌株对硫化物的耐受性能进行探讨，并与硫碱弧菌D301进行对比，操作如下：
将上述两种菌分别划线活化培养后，接种于盛有100mL硫代硫酸钠液体培养基中，置于30℃、160r/min摇床培养30h，进入对数生长期，用作种子液。取1mL种子液接种到盛有100mL含2.0g/L硫化钠液体培养基中，置30℃、160r/min摇床培养，按时取样，测定OD情况。
其中硫化钠液体培养基(pH 9.5、1.0M Na+)包括如下成分：2.0g/L Na2S、40g/LNaHCO3、5g/L NaOH、20g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/LMgCl2。
所述硫碱弧菌D301已进行保藏，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2013年11月25日，保藏编号为CGMCC No.8497，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
结果所示：以2.0g/L硫化钠为硫源时，硫微螺菌BDL03可以正常生长，与以硫代硫酸钠为硫源培养结果类似，其培养24h后OD值达到0.8以上，而硫碱弧菌D301因为对高浓度硫化物的耐受能力较差，OD值与培养前没有变化。说明硫微螺菌BDL03具有更强的硫化物耐受性。
实施例5
本实施例对本发明所涉及的嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03用于含硫化氢气体的处理，操作如下：
(1)准备测试用含硫化氢的气体，其中含6000ppm硫化氢，其余为氮气。
(2)将含硫化氢气体逆流经过吸收塔，期间，气体与碱液接触，其中硫化氢被碱液吸收，形成高含硫氢化钠的高硫溶液；高硫溶液进入生物反应器；在生物反应器中，通过控制氧化还原电位，嗜盐嗜碱性硫微螺菌BDL03将硫氢化物氧化为单质硫，同时碱液再生，循环利用；
上述碱液为碳酸氢钠和氢氧化钠配置的缓冲液，成分包括30g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2，pH为9.5。生物硫氧化过程中，通过曝气量控制硫氧化产物，将氧化还原电位控制在-370mv左右。
结果如图4所示：硫微螺菌BDL03可将硫氢化钠进行定向氧化，生成单质硫，单质硫生成率达到85％以上；净化后气体中硫化氢含量低于10ppm，硫化氢的去除率达到99％以上。说明硫微螺菌BDL03具有高效的硫氧化能力，可以应用于含硫化氢气体的处理中。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
SEQUENCE LISTING
<110> 中国科学院过程工程研究所
<120> 一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用
<130> 2020
<160> 1
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 1333
<212> DNA
<213> 硫微螺菌（Thiomicrospira sp.）BDL03菌株
<400> 1
ggtgcaaccc actcccatgg tgtgacgggc ggtgtgtaca aggcccggga acgtattcac 60
cgcaacattc tgatttgcga ttactagcga ttccgacttc atggagtcga gttgcagact 120
ccaatccgga ctacgatcgg ttttttcaga ttagcaccac ctcgcggctt cgcaactgtt 180
tgtaccgacc attgtagcac gtgtgtagcc catcccataa gggccatgat gacttgacgt 240
cgtccccgcc ttcctccggt ttatcaccgg cagtctcatt agagttctca actaaatggt 300
agcaactaat gataagggtt gcgctcgttg cgggacttaa cccaacatct cacgacacga 360
gctgacgaca gccatgcagc acctgtctca cagttcccga aggcaccaat ctatctctag 420
aaagttctgt ggatgtcaag ggatggtaag gttcttcgcg ttgcatcgaa ttaaaccaca 480
tgctccaccg cttgtgcggg cccccgtcaa ttcctttgag ttttaatctt gcgaccgtac 540
tccccaggcg gtcaacttat cgcgttagct gcgctactaa tctttttaat aagaccaaca 600
gctagttgac atcgtttagg gcgtggacta ccggggtatc taatcccgtt tgctccccac 660
gctttcgcac ctcagcgtca gttttagtcc aggaaggcgc cttcgccact gatgttcctt 720
ctgatatcta cgcatttcac tgctactcca gaaattcccc ttccctctac taaactccag 780
actgccagtt tcaatcgcca ttcctaggtt gagcccaggg ctttcacaac tgacttaaca 840
atccgcctac gcgcgcttta cgcccagtaa ttccgaataa cgcttgcacc ctctgtatta 900
ccgcggctgc tggcacagag ttagccggtg ctttttctgt gagtaacgtc acagctagca 960
ggtattaact actaaccttt cctcctcact aaaagtgctt tacaaccctc gggccttctt 1020
cacacacgcg gcatggctgc atcagagttt cctccattgt gcaatattcc ccactgctgc 1080
ctcccgtagg agtctgggcc gtgtctcagt cccagtgtgg ctgatcatcc tctcaaacca 1140
gctatagatc gtcgccttgg taagccatta ccttaccaac tagctaatct aacatgggct 1200
catcctttag cgatagctta caagtagagg ccacctttca tccgtagatc tcattcggta 1260
ttaacgtacg tttccatacg gtatccccaa ctaaagggca gattcccatg cattactcac 1320
ccgtccgcca ctc 1333

Claims (9)

1.一种嗜盐嗜碱性硫微螺菌在气体生物脱硫中的应用，其特征在于，所述嗜盐嗜碱性硫微螺菌命名为硫微螺菌(Thiomicrospira sp.)BDL03菌株，保藏单位为中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏时间为2020年6月10日，保藏编号为CGMCCNo.20059，地址为：北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括如下步骤：
(1)用碱性洗涤液吸收气体中的含硫物质，形成高含硫溶液；
(2)将权利要求1所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌接种于步骤(1)得到的高含硫溶液中进行脱硫处理。
3.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述气体包括天然气、沼气、石油炼制气、煤炼制气、填埋气或粘胶纤维生产废气。
4.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述含硫物质包括硫化氢，所述高含硫溶液中硫氢化钠的浓度为0.1-3.0g/L。
5.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述碱性洗涤液含有碳酸钠、碳酸氢钠或氢氧化钠中的任意一种或至少两种的组合。
6.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述碱性洗涤液的pH值为8.0-12.0，钠离子浓度为0.5-4.0M。
7.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述高含硫溶液的氧化还原电位为-250～-400mV。
8.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述高含硫溶液的氧化还原电位的调节方式包括调节氧气的供应量。
9.如权利要求2所述的应用，其特征在于，所述应用的方法包括如下步骤：
(1)用pH值8.0-12.0、钠离子浓度0.5-4.0M的碱性洗涤液吸收气体中的硫化氢，形成硫氢化钠浓度为0.1-3.0g/L的高含硫溶液；
(2)将权利要求1所述的嗜盐嗜碱性硫微螺菌接种于步骤(1)得到的高含硫溶液中进行脱硫处理，通过调节氧气的供应量控制溶液的氧化还原电位为-250～-400mV；
(3)单质硫自然沉降0.1-60min，排出，碱性洗涤液循环利用。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114958687B (zh) * 2022-06-24 2023-06-02 广州金鹏环保工程有限公司 一种耐碱的史蒂文斯盐单胞菌及其在处理硫化氢废气中的应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1218421A (zh) * 1996-05-10 1999-06-02 帕克斯生物系统公司 含有硫化氢的气体的净化方法
CN1228118A (zh) * 1996-07-16 1999-09-08 生物之星发展公司 硫还原细菌及其在生物脱硫方法中的应用
JP2003201484A (ja) * 2002-01-08 2003-07-18 Marine Biotechnol Inst Co Ltd 嫌気生物学的石油脱硫法
CN110438031A (zh) * 2019-06-28 2019-11-12 中南大学 一种微生物除臭菌剂及其制备方法
CN111760443A (zh) * 2020-07-07 2020-10-13 中国科学院过程工程研究所 一种可实现菌群分区的生物脱硫活性颗粒及其制备方法和应用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1092152C (zh) * 1992-05-26 2002-10-09 帕克斯 除去水中含硫化合物的方法
KR20200068814A (ko) * 2018-12-05 2020-06-16 명지대학교 산학협력단 질소 제거를 위한 황 담체

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1218421A (zh) * 1996-05-10 1999-06-02 帕克斯生物系统公司 含有硫化氢的气体的净化方法
CN1228118A (zh) * 1996-07-16 1999-09-08 生物之星发展公司 硫还原细菌及其在生物脱硫方法中的应用
JP2003201484A (ja) * 2002-01-08 2003-07-18 Marine Biotechnol Inst Co Ltd 嫌気生物学的石油脱硫法
CN110438031A (zh) * 2019-06-28 2019-11-12 中南大学 一种微生物除臭菌剂及其制备方法
CN111760443A (zh) * 2020-07-07 2020-10-13 中国科学院过程工程研究所 一种可实现菌群分区的生物脱硫活性颗粒及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
pH-Dependent metabolism of thiosulfate and sulfur globules in the chemolithotrophic marine bacterium Thiomicrospira crunogena;B.Javor等;《Archives of Microbiology》;20041231(第154期);231-238 *
一株嗜酸氧化亚铁硫杆菌的生物学特性研究与分子鉴定;黄庆华等;《贵州农业科学》;20080430;第36卷(第2期);71-73 *
硫氧化细菌的种类及硫氧化途径的研究进展;刘阳等;《微生物学报》;20180228;第58卷(第2期);191-201 *

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