一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，所述硫酸盐还原菌为硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridieiDSM 13257,由美国菌种保藏中心保藏，其保藏编号为ATCC NO.BAA

【技术实现步骤摘要】
一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用


[0001]本专利技术属于环境工程、生物领域，具体涉及一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用。

技术介绍

[0002]硝化纤维素作为一种优良材料，可应用于诸多领域。纤维素分子中羟基都被硝基取代后，每个单体C6H7O2(ONO2)3所包含的氮含量为14.1%。爆炸性硝化棉含氮量通常在12.0%～13.4%之间。氮含量过高的硝化纤维素，性能不稳定，极易爆炸，且其降解时会产生大量的硝酸盐与亚硝酸盐，污染环境，且有一定的毒性。因此，发现一种安全绿色降解硝化纤维素的方法是极其具有意义的。
[0003]化学法脱氮时，产生大量的亚硝酸盐与硝酸盐，这两者都具有毒性，且对环境的破坏力极大；且化学降氮的反应程度极难控制，可能会破坏硝化纤维素的主链结构或使其解聚，从而影响硝化纤维素本身的性能。
[0004]与化学脱氮相比，生物脱氮法作为一种新型无污染的处理技术而被越来越重视，生物处理技术具有无二次污染、绿色清洁、处理方式灵活等优点，开发生物脱氮技术，已成为近年来对硝化纤维素脱氮处理的新型热点。
[0005]人们在研究硝化纤维素的微生物降解性时，早期往往是用微生物混合培养物而不是单一的微生物系来处理的。例如，利用污泥中的微生物菌群，先将硝化纤维素进行化学预处理(碱水解)，生成一种水解产物，且在有其他碳源存在的条件下，能被去除硝基团，促进活性污泥微生物对硝化纤维素的降解。这一过程可以概括为：碱预处理—反硝化作用—活性污泥处理—进一步反硝化作用—产生预期的流出物。此法预处理时极难控制碱解的程度，且会破坏纤维素分子的结构，达不到预期的效果，并且产生的硝酸盐及亚硝酸盐会污染环境。结合以上分析，使用单一的微生物菌株进行硝化纤维素的脱氮处理，且若不需要化学碱解的预处理，不会破坏硝化纤维素碳主链的结构，这意味着能够更加简便、有效的控制硝化纤维素的脱氮，且微生物菌株会将脱氮生成的硝酸盐与亚硝酸盐作为氮源利用，实现能源清洁化处理。因此，急需寻找单一的微生物菌株满足生产需要，以及在此过程中实现绿色清洁的降氮方式。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，该硫酸盐还原菌DSM13257可以在厌氧条件下具有反硝化性能，实现对硝化纤维素的应用，且该菌株可在厌氧条件下，将硝化纤维素上降解的硝酸盐与亚硝酸盐作为自身营养物质而利用，避免了硝酸盐与亚硝酸对环境的二次污染。
[0007]一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，所述硫酸盐还原菌为硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei （DSM）13257,保藏于美国菌种保藏中心，保藏编号为ATCC NO.BAA
‑
275。
[0008]通过对所得菌株的培养，该菌株具有以下特征：（1）菌落特征：菌落表面光滑，边缘整齐，呈淡黄色；短杆状，菌落单个；只在严格厌氧条件下生长；（2）采用TIANGEN DNA KIT提取原始菌基因组DNA，该菌株的16S rDNA基因序列特征：其16S rDNA具有序列表所示的核苷酸序列，其16S rDNA具有的序列长度为1472 bp，将测得的序列用BLAST软件在GenBank数据库中与已知细菌16S rDNA序列进行比对，查出改进菌株为硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei DSM 13257；（3）应用MEGA软件，采用Neighbor
‑
Joining法构建16S rDNA系统发育树，确定其进化地位，结合其形态特征和生理生化特征。
[0009]作为改进的是，所述应用，包括以下步骤：步骤1，配制厌氧菌培养基按以下质量称取各组分葡萄糖1.0g/L、酵母粉2.5g/L、蛋白胨7.5g/L、肉浸膏15.0g/L、酸水解酪素2.5g/L、NaCL 5.0g/L，并将各组分混合，再加入1 %刃天青作为氧气指示剂、 2.5 % L
‑
半胱氨酸盐还原剂，搅拌均匀，115℃下高温高压蒸汽灭菌20min，即得厌氧菌培养基；步骤2，无菌环境下，向厌氧瓶中加入培养液，密封后转入厌氧箱中，备用；培养液的接入量不超过厌氧瓶容量的一半；步骤3，在厌氧箱中对厌氧瓶进行除氧，直至氧气指示剂刃天青变成无色，按照10 %的接种量将菌株DSM 13257接种至厌氧瓶中；步骤4，在厌氧箱中，将底物4g/L硝化棉加入培养液中与菌株共同培养；步骤5，培养完成后，将培养液在8000rpm下离心，取沉淀，并用超纯水与1 M NacL溶液分别对沉淀进行洗涤，重复洗涤三次；洗涤完成后，8000rpml离心取沉淀，并按照1g沉淀物加入40mL丙酮的比例，向沉淀中加入丙酮溶液，40℃溶解2 h，离心取上清；再向上清中滴加由水与乙醇按照体积比为2：1进行混合的溶液，直至硝化纤维素不再析出；将析出的硝化纤维素烘干，称重，计算损失率，并进行N含量的分析。
[0010]作为改进的是，步骤2中共培养时，添加小分子氮源酸水解酪素。
[0011]作为改进的是，步骤2中共培养的温度为37℃，体系pH为7.0
‑
7.5。
[0012]有益效果：与现有技术相比，本专利技术公开了一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，所用的硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei （DSM）13257对硝化纤维素的脱硝、脱氮的初步实验表明，在37℃，严格厌氧条件下，该菌株可以有效的降低硝化纤维素的氮含量，并且将硝化纤维素脱下硝基所产生的硝态氮和亚硝态氮转化为碳源利用，使菌株生长更好，从而产生更好的脱硝、脱氮效果，循环往复，不产有害的硝酸盐及亚硝酸盐，实现绿色清洁。
[0013]具体优势如下：（1）本专利技术提供的硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei（DSM）13257，脱硝前不需要碱解预处理，不损害纤维素主链；（2）本专利技术提供的硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei（DSM）13257，对硝化纤维素脱氮、脱硝处理的过程中严格厌氧，不需要流加营养物质；可利用培养基中脱氮之
后的硝态氮和亚硝态氮作为氮源，实现菌株的生长，以便更好地实现脱氮、脱硝且不会造成二次污染，14d后可将原氮含量13.01%的硝化纤维素氮含量降至12.58%；（3）本专利技术提供的硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei （DSM）13257，对硝化纤维素的脱硝处理、脱氮处理不产有害的硝酸盐及亚硝酸盐，不污染水质及土壤。
附图说明
[0014]图1为不同培养天数下硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei （DSM）13257对硝化纤维素的脱氮结果比较图；图2为不同培养天数下硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei （DSM）13257对硝化纤维素脱氮后的FTIR比较图；图3为硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei（DSM）13257对硝化纤维素脱氮流程图，A:本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，其特征在于，所述硫酸盐还原菌为硫酸盐还原菌Desulfosporosinus meridiei13257,保藏于美国菌种保藏中心，保藏编号为ATCC NO.BAA
‑
275。2.根据权利要求1所述的一种硫酸盐还原菌对硝化纤维素脱硝的应用，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，配制厌氧菌培养基按以下质量称取各组分葡萄糖1.0g/L、酵母粉2.5g/L、蛋白胨7.5g/L、肉浸膏15.0g/L、酸水解酪素2.5g/L、NaCL 5.0g/L，并将各组分混合，再加入1 %刃天青作为氧气指示剂、 2.5 % L
‑
半胱氨酸盐还原剂，搅拌均匀，115℃下高温高压蒸汽灭菌20min，即得厌氧菌培养基；步骤2，无菌环境下，向厌氧瓶中加入培养液，密封后转入厌氧箱中，备用；培养液的接入量不超过厌氧瓶容量的一半；步骤3，在厌氧箱中对厌氧瓶进行除氧，直至氧气指示剂刃天青变成无色，按照10 %的接种量将菌株DSM 13...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈可泉，陈乔煜，张阿磊，丁亚军，肖忠良，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：