CN111690575B - 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 - Google Patents
一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111690575B CN111690575B CN202010712706.6A CN202010712706A CN111690575B CN 111690575 B CN111690575 B CN 111690575B CN 202010712706 A CN202010712706 A CN 202010712706A CN 111690575 B CN111690575 B CN 111690575B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sulfur
- organic sulfur
- sodium
- alcalophilus
- halophilus
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12R—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES C12C - C12Q, RELATING TO MICROORGANISMS
- C12R2001/00—Microorganisms ; Processes using microorganisms
- C12R2001/01—Bacteria or Actinomycetales ; using bacteria or Actinomycetales
-
- 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
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
- C12N1/205—Bacterial isolates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/485—Sulfur compounds containing only one sulfur compound other than sulfur oxides or hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/48—Sulfur compounds
- B01D53/52—Hydrogen sulfide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/77—Liquid phase processes
- B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/96—Regeneration, reactivation or recycling of reactants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/34—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used
- C02F3/345—Biological treatment of water, waste water, or sewage characterised by the microorganisms used for biological oxidation or reduction of sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
- C10L3/101—Removal of contaminants
- C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
- C10L3/103—Sulfur containing contaminants
-
- 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
- C12N1/20—Bacteria; Culture media therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/30—Sulfur compounds
- B01D2257/306—Organic sulfur compounds, e.g. mercaptans
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/05—Biogas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/101—Sulfur compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2103/00—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated
- C02F2103/18—Nature of the water, waste water, sewage or sludge to be treated from the purification of gaseous effluents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/59—Biological synthesis; Biological purification
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Virology (AREA)
- Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌命名为嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)BDH06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.20058,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号。该菌株对有机硫具有很高的耐受性,具有能在高盐高碱高有机硫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80%以上,硫化氢脱除率达到99%以上,显著提高系统对有机硫的耐受性,扩展生物脱硫技术的应用范围。
Description
技术领域
本发明属于微生物分离培养技术领域,具体涉及一种嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用,尤其涉及一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆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的H2S除去,并生成单质硫产品。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,目前已经应用于天然气、沼气等脱硫工程中。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。待处理气体中的硫化氢(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。
第一代生物脱硫技术中多采用耐受pH为7.5-8.5的硫杆菌,由于吸收液pH近中性,使得系统吸收效率低、负荷低、吸收液循环量大、能耗高。专利CN104857842A开发了第二代生物脱硫技术,采用了嗜盐嗜碱性的硫碱弧菌,该工艺处理pH达到9.0-12.0。与普通菌株相比,嗜盐嗜碱菌的耐受环境pH提高2,耐受盐度超过10倍,使脱硫系统的硫化氢吸收能力提高,吸收容量增加近100倍,设备体积缩小,能耗显著降低,具有明显的成本优势。
由于天然气、沼气、炼制气、填埋气等气体中除含硫化氢外,还含有一定量的有机含硫化合物,如硫醇(RSH)、硫醚(RSR)等物质。研究发现,有机硫对细胞的毒性要比硫化物的毒性大得多。在生物脱硫过程,有机硫会严重抑制脱硫菌的活性,降低HS-的氧化速率,造成HS-的积累进而导致脱硫系统的崩溃。目前所采用的嗜中性或嗜碱性硫氧化菌对有机硫的耐受程度都不高,这使得生物脱硫技术对于高含有机硫的气体的处理仍存在困难,制约技术的推广应用。因此,筛选出一种对有机硫耐受强的高效脱硫菌株,将其应用在气体生物脱硫中,将进一步拓展生物脱硫技术应用范围。
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硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用,尤其提供一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆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,本发明提供一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌命名为嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)BDH06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.20058,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号。
所述“高耐受”是指本发明所涉及的嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacterhalophilus)BDH06菌株对甲硫醇(抑制系数IC50为0.1mmol/L)、二甲基二硫醚(IC50为0.5mmol/L)等有机硫等具有高耐受性。
本发明所涉及的嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)BDH06菌株分离自内蒙古额济纳旗地区盐碱湖岸边沉积物,具有在高盐高碱、高有机硫条件下,氧化硫氢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 8.5-11.0、0.5-4.0M Na+、<10mM总有机硫的高盐高碱条件下生长。
本发明所涉及的嗜盐硫碱杆菌BDH06菌株的分离培养方法如下:
(1)采集内蒙古巴丹吉林沙漠盐碱湖岸边沉积物,取1g样品置于100mL硫代硫酸钠的液体培养基中,30℃、150rpm摇床震荡培养60h;
(2)取1mL悬浊液接种于100mL硫代硫酸钠液体培养基中,继续30℃、150rpm摇床震荡培养60h;
(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60h,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:0.05mmol/L甲硫醇、30g/L Na2S2O3、30g/L NaHCO3、5g/L NaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/LMgCl2。
其中,硫代硫酸钠固体培养基中其它成分:30g/L Na2S2O3、30g/L NaHCO3、5g/LNaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/L MgCl2、0.05mmol/L甲硫醇、1.5%琼脂粉。
经多次纯化后,获得一株高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌BDH06。
第二方面,本发明提供一种如上所述的高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌的培养方法,所述培养方法包括将所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆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10-30g/L Na2S2O3、30-60g/L NaHCO3、0-30g/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10g/L、15g/L、20g/L、25g/L或30g/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30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L或60g/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、20g/L、25g/L或30g/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、30-60g/L NaHCO3、0-30g/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30g/L、35g/L、40g/L、45g/L、50g/L、55g/L或60g/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、20g/L、25g/L或30g/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9.0-10.0,例如pH=9.0、pH=9.4、pH=9.5、pH=9.8或pH=10.0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高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌在对含硫气体进行生物脱硫中的应用。
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)将如上所述的高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌接种于步骤(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,嗜盐硫碱杆菌将硫氢化钠氧化为单质硫,生成氢氧化钠;单质硫经过团聚形成微米级硫颗粒,自然沉降0.1min-2h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80%,硫化氢脱除率达到99%以上。
优选地,所述含硫物质包括硫化氢和有机硫。
优选地,所述有机硫包括甲硫醇、乙硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚或二硫化碳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甲硫醇和乙硫醇的组合、二甲基硫醚和二甲基二硫醚的组合等,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8.5-11.0,例如pH=8.5、pH=9.0、pH=10.0、pH=10.5或pH=11.0等,钠离子浓度为0.3-4.0M,例如0.3M、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,所述高含硫溶液中硫氢化钠的浓度为2.0-3.0g/L,例如2.0g/L、2.2g/L、2.5g/L、2.8g/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,所述高含硫溶液中总有机硫浓度为0.05-10.0mmol/L,例如0.05mmol/L、1.0mmol/L、3.0mmol/L、5.0mmol/L或10.0mmol/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,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌的接种量为1-5%,例如1%、2%、3%、4%或5%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-300~-400mV,例如-300mV、-320mV、-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。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明所涉及的嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)BDH06菌株对有机硫具有很高的耐受性,具有能在高盐高碱高有机硫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80%以上,硫化氢脱除率达到99%以上,显著提高系统对有机硫的耐受性,扩展生物脱硫技术的应用范围。
附图说明
图1是本发明所述嗜盐硫碱杆菌BDH06的菌落形态图;
图2是本发明所述嗜盐硫碱杆菌BDH06的进化地位图;
图3是甲硫醇对本发明所述嗜盐硫碱杆菌BDH06和多能硫碱弧菌D301利用硫代硫酸钠的抑制趋势图;
图4是本发明所述嗜盐硫碱杆菌BDH06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
本实施例提供高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌BDH06的筛选分离方法,操作如下:
(1)采集内蒙古巴丹吉林沙漠盐碱湖岸边沉积物,取1g样品置于100mL硫代硫酸钠的液体培养基中,30℃、150rpm摇床震荡培养60h;
(2)取1mL悬浊液接种于100mL硫代硫酸钠液体培养基中,继续30℃、150rpm摇床震荡培养60h;
(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60h,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:0.05mmol/L甲硫醇、30g/L Na2S2O3、30g/L NaHCO3、5g/L NaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/LMgCl2。
其中,硫代硫酸钠固体培养基中其它成分:0.05mmol/L甲硫醇、30g/L Na2S2O3、30g/L NaHCO3、5g/L NaOH、10g/L NaCl、0.5g/L NH4Cl、0.5g/L KNO3、2.0g/L K2HPO4、0.1g/LMgCl2、1.5%琼脂粉。
经多次纯化后,获得一株高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌BDH06。
对得到的嗜盐硫碱杆菌BDH06的菌落形态进行观察,如图1所示:菌落呈乳白色、圆形、边缘整齐,培养后期,白色菌落逐渐变为透明状。
对得到的嗜盐硫碱杆菌BDH06进行革兰氏染色,呈阴性。嗜盐硫碱杆菌BDH06的进化地位如图2所示。
对得到的嗜盐硫碱杆菌BDH06进行16S rDNA序列测定,序列如下:
GGTGGCGCAGCTACCATGCAGTCGACGGAAACGATGGGAGCTTGCTCCCAGGCGTCGAGTGGCGGACGGGTGAGTAACACATGGGAATCTGCCCTTAGGTGGGGGATAACACGCGGAAACGTGTGCTAATACCGCATAATCTCTTCGGAGCAAAGCGGGGGATCTTCGGACCTCGCGCCAAAGGATGAGCCCATGTCTGATTAGCTAGTTGGTGAGGTAATGGCTTACCAAGGCGACGATCAGTAGCCGGCCTGAGAGGGTGGACGGCCACACTGGGACTGAGACACGGCCCAGACTCCTACGGGAGGCAGCAGTGGGGAATATTGGACAATGGGGGAAACCCTGATCCAGCAATGCCGCGTGTGTGAAGAAGGCCTGCGGGTTGTAAAGCACTTTTATTGAGGAAGAATAGGTTGTCGTTAATAGCGCCAACACTTGACATTACTCAAAGAATAAGCACCGGCTAACTCCGTGCCAGCAGCCGCGGTAATACGGAGGGTGCGAGCGTTAATCGGAATTACTGGGCGTAAAGCGTGCGTAGGCGGATATTTAAGTCTGATGTGAAAGCCCTGGGCTTAACCTGGGAATGGCATTGGAAACTGAATATCTAGAGTGTGGTAGAGGATAGTGGAATTTCCAGTGTAGCGGTGAAATGCGTAGATATTGGAAAGAACACCGATGGCGAAGGCAGCTATCTGGGCCAACACTGACGCTGAGGTACGAAAGCGTGGGTAGCAAACAGGATTAGATACCCTGGTAGTCCACGCCCTAAACGATGTCAACTTGTCGTTGGGGGAATTAAATCCTTCAGTGACGGAGCTAACGCGTTAAGTTGACCGCCTGGGGAGTACGGCCGCAAGGTTGAAACTCAAAGGAATTGACGGGGGCCCGCACAAGCGGTGGAGCATGTGGTTTAATTCGATGCAACGCGAAGAACCTTACCTGGTCTTGACATCCTGCGAACTTTCCAGAAATGGATTGGTGCCTTCGGGAACGCAGTGACAGGTGCTGCATGGCTGTCGTCAGCTCGTGTCGTGAGATGTTGGGGTTAAGTCCCGCAACGAGCGCAACCCC。
以上分析结果表明其为嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)。
实施例2
本实施例比较本发明所述嗜盐硫碱杆菌BDH06和专利号CN201410061877.1的专利公开的多能硫碱弧菌D301(菌株编号CGMCC No.8497)对甲硫醇的耐受性,操作如下:
取两种活化好的菌液1mL,分别接种于含不同甲硫醇浓度的硫代硫酸钠液体培养基(100mL,pH=9.5,钠离子浓度为1.0M)中,30℃、150rpm摇床震荡培养。培养液中甲硫醇终浓度分别为0、0.01mmol/L、0.05mmol/L、0.1mmol/L、0.2mmol/L、0.4mmol/L、1.0mmol/L、2.0mmol/L。培养48h取样,离子色谱法测定硫代硫酸钠的利用速率。
结果如图3所示,甲硫醇对嗜盐硫碱杆菌BDH06的抑制系数IC50为0.1mmol/L,而对多能硫碱弧菌D301的抑制系数IC50为0.01mmol/L,说明本发明所涉及的嗜盐硫碱杆菌BDH06对有机硫的耐受性要远强于多能硫碱弧菌D301,其可以用于有机硫含量高的气体处理。
所述多能硫碱弧菌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。
实施例3
本实施例将嗜盐硫碱杆菌BDH06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5000ppm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,嗜盐硫碱杆菌BDH06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-350mv左右。
经计算,单质硫生成率达到80%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。说明了嗜盐硫碱杆菌BDH06具有高效的硫氧化能力,单质硫生成率和硫化氢脱除率等指标达到或超过现有菌株,可以应用于含硫化氢气体的处理中。
实施例4
本实施例将嗜盐硫碱杆菌BDH06用于沼气脱硫处理,操作如下:
(1)准备测试用高含硫沼气,为制药废水产生的高含硫沼气,主要成分为甲烷(50-55%)和二氧化碳(30-40%),其中硫化氢浓度达到10000ppm,甲硫醇等有机硫达到5.0mmol/L。
(2)将脱水后的沼气逆流经过吸收塔,期间,沼气与碱液接触,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,通过调控曝气量,使氧化还原电位控制在-350mv左右,嗜盐硫碱杆菌BDH06将硫氢化物氧化为单质硫,同时碱液再生,循环利用;持续实验15天,不间断地测定沼气脱硫处理前后的硫化氢含量。
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。
结果如图4所示,嗜盐硫碱杆菌BDH06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80%以上,硫颗粒沉降速率快;净化后沼气中硫化氢含量低于50ppm,硫化氢的去除率达到99%以上,而且甲硫醇等有机硫的存在并不会导致脱硫效率下降。说明了嗜盐硫碱杆菌BDH06具有较高的有机硫耐受能力,在处理高有机硫含量的沼气时,显示出稳定的、高效的硫氧化能力,完全具有应用于实际脱硫工程的能力。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆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> 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆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> 1074
<212> DNA
<213> 嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacter halophilus)BDH06菌株
<400> 1
ggtggcgcag ctaccatgca gtcgacggaa acgatgggag cttgctccca ggcgtcgagt 60
ggcggacggg tgagtaacac atgggaatct gcccttaggt gggggataac acgcggaaac 120
gtgtgctaat accgcataat ctcttcggag caaagcgggg gatcttcgga cctcgcgcca 180
aaggatgagc ccatgtctga ttagctagtt ggtgaggtaa tggcttacca aggcgacgat 240
cagtagccgg cctgagaggg tggacggcca cactgggact gagacacggc ccagactcct 300
acgggaggca gcagtgggga atattggaca atgggggaaa ccctgatcca gcaatgccgc 360
gtgtgtgaag aaggcctgcg ggttgtaaag cacttttatt gaggaagaat aggttgtcgt 420
taatagcgcc aacacttgac attactcaaa gaataagcac cggctaactc cgtgccagca 480
gccgcggtaa tacggagggt gcgagcgtta atcggaatta ctgggcgtaa agcgtgcgta 540
ggcggatatt taagtctgat gtgaaagccc tgggcttaac ctgggaatgg cattggaaac 600
tgaatatcta gagtgtggta gaggatagtg gaatttccag tgtagcggtg aaatgcgtag 660
atattggaaa gaacaccgat ggcgaaggca gctatctggg ccaacactga cgctgaggta 720
cgaaagcgtg ggtagcaaac aggattagat accctggtag tccacgccct aaacgatgtc 780
aacttgtcgt tgggggaatt aaatccttca gtgacggagc taacgcgtta agttgaccgc 840
ctggggagta cggccgcaag gttgaaactc aaaggaattg acgggggccc gcacaagcgg 900
tggagcatgt ggtttaattc gatgcaacgc gaagaacctt acctggtctt gacatcctgc 960
gaactttcca gaaatggatt ggtgccttcg ggaacgcagt gacaggtgct gcatggctgt 1020
cgtcagctcg tgtcgtgaga tgttggggtt aagtcccgca acgagcgcaa cccc 1074
Claims (13)
1.一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌在对含硫气体进行生物脱硫中的应用,其特征在于,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌命名为嗜盐硫碱杆菌(Thioalkalibacterhalophilus)BDH06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.20058,地址为:北京市朝阳区北辰西路1号院3号;
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)将所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌接种于步骤(1)得到的高含硫溶液中进行脱硫处理;
所述含硫物质包括硫化氢和有机硫,所述有机硫包括甲硫醇、乙硫醇、二甲基硫醚、二甲基二硫醚或二硫化碳中的任意一种或至少两种的组合。
2.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌的培养方法包括将所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌在含有硫代硫酸钠的培养基中培养。
3.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述含有硫代硫酸钠的培养基包括Na2S2O3、NaHCO3、NH4Cl、KNO3、K2HPO4和MgCl2。
4.如权利要求3所述的应用,其特征在于,所述含有硫代硫酸钠的培养基还包括NaOH和/或NaCl。
5.如权利要求4所述的应用,其特征在于,所述含有硫代硫酸钠的培养基以质量浓度计包括10-30g/L Na2S2O3、30-60g/L NaHCO3、0-30g/L NaOH、0-100g/L NaCl、0.1-1.0g/LNH4Cl、0.1-1.0g/L KNO3、0.5-5.0g/L K2HPO4和0.05-0.3g/L MgCl2。
6.如权利要求2所述的应用,其特征在于,所述含有硫代硫酸钠的培养基的pH为9.0-10.0,钠离子浓度为0.5-4.0M。
7.如权利要求1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。
8.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述碱性洗涤液的pH值为8.5-11.0,钠离子浓度为0.3-4.0M。
9.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述高含硫溶液中硫氢化钠的浓度为2.0-3.0g/L。
10.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述高含硫溶液中总有机硫浓度为0.05-10.0mmol/L。
11.如权利要求1所述的应用,其特征在于,所述高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌的接种量为1-5%。
12.如权利要求1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-400~-300mV。
13.如权利要求1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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010712706.6A CN111690575B (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010712706.6A CN111690575B (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111690575A CN111690575A (zh) | 2020-09-22 |
CN111690575B true CN111690575B (zh) | 2022-05-20 |
Family
ID=72486706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010712706.6A Active CN111690575B (zh) | 2020-07-22 | 2020-07-22 | 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111690575B (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113980869B (zh) * | 2021-12-02 | 2023-08-22 | 广东工业大学 | 一株枯草芽孢杆菌gdutan13菌株及其应用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012095864A2 (en) * | 2011-01-14 | 2012-07-19 | Innovative Environmental Technologies Pvt. Ltd. | A plant nutrient composition and a process for preparing the same |
CN104857842B (zh) * | 2014-02-24 | 2018-08-07 | 中国科学院过程工程研究所 | 一株嗜盐嗜碱性硫氧化菌及其在气体生物脱硫-硫回收中的应用 |
KR102059892B1 (ko) * | 2019-01-24 | 2019-12-27 | 에코바이오홀딩스 주식회사 | 황화수소 제거용 미생물 군집 및 이의 용도 |
CN111760443B (zh) * | 2020-07-07 | 2021-09-14 | 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 |
-
2020
- 2020-07-22 CN CN202010712706.6A patent/CN111690575B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111690575A (zh) | 2020-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Syed et al. | Removal of hydrogen sulfide from gas streams using biological processes• a review | |
RU2162729C2 (ru) | Способ удаления сероводорода и/или карбонилсульфида из газа | |
CN111760443B (zh) | 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 | |
CN113151034B (zh) | 一种用于畜禽养殖环境除臭的枯草芽孢杆菌菌株 | |
CN104857842B (zh) | 一株嗜盐嗜碱性硫氧化菌及其在气体生物脱硫-硫回收中的应用 | |
CN110699291B (zh) | 一种具有降解硫化物性能的木糖氧化无色杆菌及其应用 | |
CN111690575B (zh) | 一种高耐受有机硫的嗜盐硫碱杆菌及其培养方法和在生物脱硫中的应用 | |
CN111996134B (zh) | 一种嗜盐嗜碱性硫氧化复合菌剂及其制备方法和在生物脱硫中的应用 | |
Visser et al. | Thiobacillus sp. W5, the dominant autotroph oxidizing sulfide to sulfur in a reactor for aerobic treatment of sulfidic wastes | |
CN103667119A (zh) | 用于降解乙硫醇的菌株及其培养方法和应用 | |
CN111676169B (zh) | 一种高产单质硫的嗜盐嗜碱性微氧硫微螺菌及其在生物脱硫中的应用 | |
CN106635210B (zh) | 一种喜温嗜酸硫杆菌去除沼气中硫化氢的方法 | |
CN111676176B (zh) | 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 | |
CN117126691A (zh) | 一种生物与干法串联的沼气精脱硫装置及脱硫工艺 | |
JP5236389B2 (ja) | 微生物を利用した排水処理方法 | |
JP2010116516A (ja) | エネルギーガス精製方法及びエネルギーガス精製装置 | |
CN112899193B (zh) | 一种生物脱硫混合菌系及其应用 | |
Van Den Bosch | Biological sulfide oxidation by natron-alkaliphilic bacteria: application in gas desulfurization | |
CN106676046B (zh) | 一株蜡状芽孢杆菌及其在氧化无机硫化物中的应用 | |
CN108823128B (zh) | 一种硫氧化菌培养和活性强化方法及应用 | |
CN115591394A (zh) | 一种由水生产碱菌sw9和金黄杆菌mtw1组合菌液串联生物滴滤塔的工艺及其应用 | |
CN109628355B (zh) | 一种硫化物降解菌及其应用 | |
Janssen et al. | Development of a family of large-scale biothechnological processes to desukphurise industrial gases | |
CN109939548B (zh) | 一种烟气脱硫脱硝方法及装置 | |
Vallero | Sulfate reducing processes at extreme salinity and temperature. extending its application window |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |