一株蜡状芽孢杆菌及其在氧化无机硫化物中的应用，属于生物和环境保护技术领域。本发明专利技术公开了一株无机硫化物氧化细菌，分类命名为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus ZJNB‑B3，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M2016337。该菌在一定条件下，对还原态无机硫化物有较高的氧化能力。本发明专利技术的蜡状芽孢杆菌可以耐受pH 4.5～9.1范围内的自然环境，可应用于条件温和的自然生物脱硫体系，如禽畜屠宰加工、饲料鱼粉加工产生的恶臭硫化氢气体的脱硫无害化处理。
A Bacillus cereus and its application in the oxidation of inorganic sulfides
The invention relates to a Bacillus cereus and the application thereof in the oxidation of inorganic sulfides, belonging to the biological and environmental protection technical field. The invention discloses an inorganic sulfide oxidizing bacteria classification, named Bacillus cereus Bacillus cereus ZJNB B3, has been preserved in China type culture collection center, the preservation number is: CCTCC NO:M2016337. Under certain conditions, the bacteria have higher oxidation resistance to reduced inorganic sulfides. Bacillus cereus of the invention can tolerate pH 4.5 ~ 9.1 range of the natural environment, can be applied to natural biological desulfurization system under mild conditions, the desulfurization harmless treatment of hydrogen sulfide gas odor such as livestock slaughter and processing, feed processing of fish meal.
【技术实现步骤摘要】
一株蜡状芽孢杆菌及其在氧化无机硫化物中的应用
本专利技术涉及一株蜡状芽孢杆菌，可应用于在pH4.5～9.1的微酸性到碱性范围、好氧条件下对还原态无机硫化物的生物去除，属于生物和环境保护
技术介绍
在一些食品加工的生产中会释放出大量的恶臭对人体有毒害的硫化氢废气(H2S是一种还原态无机硫化物)，导致周边环境污染。例如，在我国的禽畜屠宰行业中，屠宰加工车间产生的恶臭废气主要成分是硫化氢，浓度可高达8.0mg/m3。动物蛋白饲料鱼粉的加工，由于多以新鲜度低的鱼、和腐败的臭鱼烂虾及水产品加工厂的下脚料为原料，在高温蒸煮和干燥工序中，也释放出大量的硫化氢废气。针对以上现象，需要能够快速去除硫化氢、适用于多种设施且成本低廉的脱硫除臭方法。目前脱臭方法主要是物理法、化学法和生物法。生物脱臭法是指利用微生物降解恶臭物质，达到去除臭味的方法。微生物处理臭气的基本原理是利用微生物把溶解于水中的恶臭物质吸收于微生物体内，在有氧条件下，通过微生物的代谢活动使其降解的一种过程，即对恶臭物质进行氧化分解获得营养物和能量，并实现微生物的增殖过程。生物脱硫除臭法，具有处理效率高、无二次污染、所需设备简单、管理维护方便、比物理法和化学法运转成本低等优点。硫化物是自然界中的一种重要物质，无机硫和其化合物在自然界中分布范围很广，能以不同形式的离子或分子形式存在，种类可达30多种，其中仅有5种无机硫化物在室温和一个大气压下在溶液中具有稳定性，它们是SO42-、HSO4-、S0、H2S、HS-。其它形式的硫例如多硫化合物、硫代硫酸盐和连多硫酸盐也可在自然环境中发现，但它们是不稳定的。硫的生物循环过程与物理化学过程紧密结合，共同构成了硫的自然界循环圈。硫的自然界循环主要是通过硫的生物循环来实现的，包括(1)无机硫化物在好氧硫细菌的作用下被氧化为单质硫和硫酸盐的过程，称为硫元素氧化过程；(2)硫酸盐在细菌的作用下被转化为有机硫的过程，被称为硫的同化还原过程；(3)在厌氧环境条件下，硫酸盐经过硫酸盐还原菌作用被还原为低价硫化物的过程，称为异化还原过程。自然界中能氧化无机硫化物的细菌种类很多，大部分属于化能自养型，主要可分为三大类：无色硫细菌、光合硫细菌、硫杆菌属。微生物参与硫素循环的各个过程，起着重要的作用。目前用于脱除硫化氢的微生物主要是自养硫杆菌属细菌，此类细菌利用还原态的硫化物作为能源，由此将硫的不完全氧化物转化为硫酸等物质，从而去除硫化氢等恶臭物质。微生物催化的硫素转化途径为：S2-→S0→SO32-→SO42-然而目前通常利用的自养型硫氧化细菌进行还原态无机硫化物的去除应用存在如下缺点：1、在氧化硫化物的同时产生硫酸，一方面抑制了硫氧化菌活性，大量产酸还会导致菌体自溶降低除硫速率；2、需要加入碱进行中和，增加了处理的成本。目前能够在pH4.5～9.1的微酸性到碱性条件下将还原态无机硫化物氧化生成硫酸盐的化能异养型细菌蜡状芽孢杆菌的研究未见有报道。因此，筛选一株比较容易培养、在自然环境下能够高效去除还原态无机硫化物的异养型细菌菌株非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有技术中硫氧化细菌在去除无机硫化物应用中，氧化硫化物的同时产生硫酸，抑制了硫氧化菌活性，导致菌体自溶、降低除硫速率的问题，提供一株可以耐受最高S2-浓度达300mg/L的蜡状芽孢杆菌及其脱除还原态无机硫化物方面的应用，该菌株具有可以在pH4.5～9.1范围内高效脱硫的特点。本专利技术的目的可以通过采取以下技术方案达到：一株蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)ZJNB-B3，于2016年6月22日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏地址为湖北省武汉市武昌区八一路299号武汉大学，保藏号为：CCTCCNO.M2016337，于2016年6月30日鉴定样本存活。一株蜡状芽孢杆菌CCTCCNO：M2016337的应用，能够用于还原态无机硫化物脱除。进一步地，所述蜡状芽孢杆菌CCTCCNO：M2016337的应用，该菌株可在pH4.50～9.10范围生长，能够将还原态无机硫化物氧化生成硫酸盐；分批培养显示，该菌株氧化无机硫化物最适初始pH为7.0，最适温度为30℃，最适初始硫化物S2-浓度为250mg/L，该菌株在48h能够将标定浓度244mg/LS2-降为6.32mg/L，脱硫率达97.4％。本专利技术的有益效果本专利技术提供一株蜡状芽孢杆菌CCTCCNO：M2016337，以及其应用于氧化还原态无机硫化物的应用。蜡状芽孢杆菌CCTCCNO：M2016337是具有对还原态无机硫化物有较高氧化能力的细菌。所述菌株属于异养菌，对生长营养条件要求简单，生长快速，可以在pH4.5～9.1较宽范围生长。所述菌株能够氧化还原态无机硫化物成为硫酸根，可以不加入碱在pH4.5～9.1环境下进行还原态无机硫化物的氧化去除，因此可以应用于禽畜屠宰加工、饲料鱼粉加工和其他一些食品加工产生的无机硫化物恶臭硫化氢气体的脱除无害化处理。附图说明图1是蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3菌株的扫描电子显微镜照片。图2是蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3菌株能够耐受不同硫化物S2-浓度，48小时累计产生的硫酸根图。图3是蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3菌株在氧化初始S2-浓度为250mg/L，培养温度为30℃，在不同初始pH值为5、6、7条件下的代谢产生硫酸根变化曲线图。图4是蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3菌株在氧化初始S2-浓度为250mg/L，最适初始pH值为7时，在25℃、30℃、35℃不同温度培养下代谢产生硫酸根变化曲线图。图5是蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3菌株在氧化初始S2-浓度为250mg/L，最适初始pH值为7，最适培养温度为30℃时，硫酸根、硫化物、pH值随时间变化曲线图。具体实施方式现参照图1至图5以及具体实施例1阐述本专利技术：具体实施例1突变菌株蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3的来源。申请人在2015年取鱼粉加工厂污水排放处沉淀的湿污泥250g，通过不断添加Na2S的方法富集、分离得到一株能够利用无机硫化物的细菌，鉴定结果为蜡状芽孢杆菌XJ-2菌株，脱硫率达87.1％，分离与鉴定XJ-2菌株的研究论文《一株鱼粉加工硫化氢恶臭气体脱除菌株的分离与鉴定》发表在2015年9月的环境工程学报，2015,9(9)：4465～4470。因为菌株XJ-2的脱硫率不是很高，在该论文中所述的XJ-2可以在pH5.0～8.5生长的条件都是在不含有无机硫化物的培养液体下的菌体自然生长状态。菌株XJ-2在含有无机硫化物S2-条件下，能够耐受最高的硫化物S2-浓度和氧化产生多少浓度的硫酸根的生理代谢功能尚为不明。在此前期研究背景下，申请人在2016年使用紫外线诱变技术对蜡状芽孢杆菌XJ-2菌株进行了诱变，通过筛选得到了脱硫率高达97.4％的突变细菌，经过鉴定为蜡状芽孢杆菌，突变菌株命名为蜡状芽孢杆菌ZJNB-B3，保藏于中国典型培养物保藏中心。随后，研究了ZJNB-B3菌株能够耐受的最高硫化物S2-浓度，获得了在含有无机硫化物S2-条件下，将S2-氧化产生硫酸根的最适初始pH值、最适培养温度的生理代谢参数。用紫外线对XJ-2菌株进行诱变：将保存的XJ-2菌种转接到细菌斜面培养基上，30℃活化培养24h，将活化菌苔转移到装有玻璃珠的无菌水三角瓶本文档来自技高网...
【技术保护点】
一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)ZJNB‑B3，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M 2016337。
【技术特征摘要】
1.一株蜡状芽孢杆菌(Bacilluscereus)ZJNB-B3，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCCNO：M2016337。2.根据权利要求1所述的一株蜡状芽孢杆菌CCTCCNO：M2016337的应用，其特征在于：用于生物脱除还原态无机硫化物。3.根据权利要求2所述的一株蜡状芽孢杆...
【专利技术属性】
技术研发人员：严小军，庄荣玉，娄永江，沈青青，何小蝶，潜丽珍，任雨婷，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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