厌氧芽孢杆菌HA及其降解氮氧化合物的应用制造技术

技术编号:10145069 阅读:101 留言:0更新日期:2014-06-30 15:18
本发明专利技术公开了一株新菌株--厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus contaminans)HA及其降解氮氧化合物的应用,所述厌氧芽孢杆菌HA保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮政编码:430072,保藏编号:CCTCC NO:M2013678,保藏日期2013年12月20日;本发明专利技术提供了一种高效、耐热能力强的具有FeII(EDTA)-NO还原性能的厌氧芽孢杆菌HA及其降解氮氧化合物的应用,该菌株在1d内能对初始浓度为5mmol·L-1的FeII(EDTA)-NO还原率达到95.3%,该降解菌的发现对工业废气中氮氧化物的高效净化具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一株新菌株--厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus?contaminans)HA及其降解氮氧化合物的应用,所述厌氧芽孢杆菌HA保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮政编码:430072,保藏编号:CCTCC?NO:M2013678,保藏日期2013年12月20日;本专利技术提供了一种高效、耐热能力强的具有FeII(EDTA)-NO还原性能的厌氧芽孢杆菌HA及其降解氮氧化合物的应用,该菌株在1d内能对初始浓度为5mmol·L-1的FeII(EDTA)-NO还原率达到95.3%,该降解菌的发现对工业废气中氮氧化物的高效净化具有重要意义。【专利说明】厌氧芽孢杆菌HA及其降解氮氧化合物的应用(一)
本专利技术涉及一株具有Fe11(EDTA)-NO还原性能的厌氧芽孢杆菌HA,及其在生物处理氮氧化物中的应用。(二)
技术介绍
氮氧化物(NOx)是矿物燃料燃烧排放的主要污染物之一,其中有95%以上是NO,其余的主要是no2。大量排放具备局部、区域、全球性污染物性质的氮氧化物会引发各种环境问题,比如造成光化学烟雾、产生酸雨和破坏臭氧层等。同时氮氧化物还会给人类的健康带来极大的威胁,是细颗粒物(PM2.5)的重要组成成分;而且已经有很多研究团队证实NO和帕金森病等神经系统变性疾病直接相关。随着我国国民经济的快速发展,对能源尤其是化石燃料的需求愈发强烈,从而导致氮氧化物的排放量几近指数式的增长。2011年9月环境保护部颁布了《火电厂大气污染物排放标准》,氮氧化物的排放浓度限值被统一确定为IOOmg.m-3。现有烟气脱硝技术中,选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)干法脱硝得到一定程度的工业应用,但存在投资运行费用高、催化剂易失活、氨泄漏等缺点;其它脱硝技术如等离子体法、氧化法(次氯酸钠、过氧化氧等)、吸收法等的可行性和经济性还有待进一步研究。生物净化法处理烟气中的氮氧化物相较于传统的脱硝工艺具有处理效果好、经济成本低、无二次污染等优势 ,比如利用微生物的硝化和反硝化过程以及藻类、真菌本身特有的功能等,目前已引起国内外众多研究者的重视。但是利用生物法处理烟气中的氮氧化物首先解决的是NO的气液传质问题,否则生物处理法难以获得较高的处理效率。由于络合吸收法利用有机络合吸收剂(常使用有机螯合铁-乙二胺四乙酸亚铁,Fe11 (EDTA)可以快速地实现将NO从气相转移到液相,并且具有吸收速率快、吸收容量大和价廉易得等优点,自从上世纪80年代以来这项技术已经取得了极大的发展。然而,络合脱硝过程产生的吸收产物不再具备相应的络合吸收NO能力,因此脱硝溶液需再生才能循环使用。为了实现吸收液再生,可通过添加SO广、Na2S2O4等还原剂,但是成本高且再生速率低而且,还原过程只是针对因为烟气中氧气存在而形成的具备络合吸收NO能力的Fe111 (EDTA),对另外一种吸收产物Fe11 (EDTA) -NO似乎没有良好的对策。络合吸收结合生物转化去除NO技术(chemical absorption combined withbiological reduction, CABR-DeNOx或者BioDeNOx)因为可以克服上述缺点,而且工艺已被证实具有流程短、投资少、处理效果好、运行管理简单等优点,目前已经成为研究热点。简单地讲,这一工艺是利用Fe11(EDTA)作为化学吸收剂进行络合吸收形成络合吸收产物(Fe11 (EDTA) -NO),进而利用微生物的反硝化机能将吸收产物转换为环境友好的氮气(N2)。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一株高效、耐热能力强的具有Fe11 (EDTA)-NO还原性能的厌氧芽孢杆菌及其用途。本专利技术采用的技术方案是:本专利技术提供一株新菌株一厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus contaminans) HA,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮政编码:430072,保藏编号:CCTCC NO:M2013678,保藏日期 2013 年 12 月 20 日。本专利技术所述厌氧芽孢杆菌HA菌株的特征为:菌落颜色为白色,菌落呈小型单个菌落,有芽孢,不透明,表面光滑,边缘整齐。透射电镜下观察该菌体的形态为杆菌,具有鞭毛,革兰氏染色阴性,氧化酶阳性,接触酶阳性。它生长最适PH值为7.0,最适温度为55°C。该菌株16S rDNA序列如SEQ ID N0.1所示。本专利技术还提供所述厌氧芽孢杆菌HA在生物降解氮氧化物中的应用。氮氧化物指的是由氮和氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、笑气(N20)、五氧化二氮(N2O5)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2,本专利技术中亦是指NO和NO2。具体的,所述菌株用于处理废气中氮氧化物以Fe11 (EDTA) -NO形式存在的废液。进一步,所述的应用为:将厌氧芽孢杆菌HA经发酵培养获得的发酵液即含菌悬液接种至Fe11(EDTA)-NO液体选择培养基中,以Fe11 (EDTA) -NO为唯一氮源,在55~60°C、120~160rpm条件下培养,实现将Fe11 (EDTA) -NO中NO还原为N2,即实现氮氧化物的降解;所述Fe11 (EDTA) -NO液体选择培养基的终浓度组成为:氮源4~6mmol.L_\碳源1500~3500mg.L-1,KH2P04500mg.L-1,K2HP04500mg.L-1,MgSO4.7H20100mg.L-1,CaCl2IOOmg.L-1,CuSO4Img.L i, FeSO4Img.L \ MnS045mg.L1, Na2MoO4Img.L \ ZnCl22mg.L \ 溶剂为水,pH值 5.0 ~9.0。进一步,优选所述含菌细胞悬液的0D_值为0.4~0.6,所述含菌悬液的体积接种量为1%~4%。进一步,优选所述碳源为乙酸、碳酸氢钠、乙醇、葡萄糖或乙酸钠中一种或两种及以上以任意比例的混合,更优选所述碳源为下列之一:①乙酸、②碳酸氢钠、③乙醇、④葡萄糖或⑤乙酸钠。进一步,优选碳氮质量比为8~18:1,更优选所述碳氮质量比为15:1,碳源为葡萄糖 3000mg.L I。进一步,优选培养条件为55~60°C、140~160rpm。本专利技术所述Fe11(EDTA)-NO按如下方法制备:用等摩尔的FeSO4.(NH4)2SO4.6H20和Na2EDTA在驱氧去离子水中配置成Fe11 (EDTA)溶液,再用lmmol/L的NaOH水溶液将制备好的Fe11 (EDTA)溶液的pH值调至7.0左右,倒入500mL的吸收瓶中,通入NO气体进行吸收形成Fe11(EDTA)-NO溶液。用氮氧化物分析仪(型号42i_HL,厂家美国Thermo公司)进行检测,当NO进口浓度与出口浓度相等时,则吸收饱和,得到pH值为7.0左右的Fe11(EDTA)-NO饱和吸收液。由于Fe11(EDTA)极易被空气中的氧气氧化,因此整个制备过程中需要在无氧的条件下进行(制备和转移的过程中用高纯N2做保护气),制备好的Fe11 (EDTA) -NO饱和吸收液需驱氧密封保存。本发本文档来自技高网
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【技术保护点】
厌氧芽孢杆菌(Anoxybacillus contaminans)HA,保藏于中国典型培养物保藏中心,地址:中国,武汉,武汉大学,邮政编码:430072,保藏编号:CCTCC NO:M2013678,保藏日期2013年12月20日。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈浚郝红红张慧慧王磊李彦程鳌陈建孟
申请(专利权)人:浙江工业大学
类型:发明
国别省市:浙江;33

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