降解N-甲基吡咯烷酮的苍白杆菌及其在废水处理中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一株降解N

【技术实现步骤摘要】
降解N
‑
甲基吡咯烷酮的苍白杆菌及其在废水处理中的应用


[0001]本专利技术属于有机降解微生物
，涉及一株降解N
‑
甲基吡咯烷酮的苍白杆菌及其在废水处理中的应用。

技术介绍

[0002]N
‑
甲基吡咯烷酮(N
‑
methylpyrrolidone，NMP)是一种淡黄色透明液体，属于杂环化合物，稍有氨的气味。由于其良好的水混溶性、低挥发性、高极性和无腐蚀性等特点，广泛用作芳烃抽提、乙炔提浓、丁二烯分离和合成气的脱硫等过程中的萃取剂，同时也是农药、工程塑料、涂料、合成纤维、集成电路等生产中的重要工业溶剂，也可用作分散剂、染色剂和清洁剂等。N
‑
甲基吡咯烷酮结构稳定，可生化性差，易在土壤和和地下水之间转移，对眼睛、皮肤及呼吸道等器官具有刺激性，同时还具有生物毒性和致畸性。因此，修复受N
‑
甲基吡咯烷酮污染的水域生态环境，已成为目前环境治理领域的重要课题之一。
[0003]目前，含N
‑
甲基吡咯烷酮废水的处理方法包括光催化法、臭氧氧化等高级氧化法、膜分离法和生物处理法等。其中，高级氧化和膜分离等物理化学方法处理含N
‑
甲基吡咯烷酮废水的成本较高，容易造成二次污染。生物处理技术具有经济、高效、二次污染小等诸多优点，可实现无害化治理，是目前应用最广的废水处理技术(Yun,H.,Liang,B.,Kong,D.Y.,et al.Polarity inversion of bioanode for biocathodic reduction of aromatic pollutants.J.Hazard.Mater.2017,331,280
‑
288.)。但是，由于N
‑
甲基吡咯烷酮的毒性和难降解特性，需要寻找能够耐受N
‑
甲基吡咯烷酮生物毒性且具有降解功能的菌株。
[0004]现有的大部分可降解N
‑
甲基吡咯烷酮的菌株，不仅降解周期较长、降解效率不高，还需在有氧条件下培养，在实际应用中大大增加了耗电曝气等工艺运行成本。考虑到含N
‑
甲基吡咯烷酮的工业废水中通常含有较高浓度的硝酸盐，如能获得以N
‑
甲基吡咯烷酮为电子供体、硝态氮为电子受体，同时利用N
‑
甲基吡咯烷酮作为碳源进行缺氧反硝化脱氮的高效菌株，将对含N
‑
甲基吡咯烷酮和硝态氮的工业废水的低成本和无害化处理产生重要意义。目前已知的N
‑
甲基吡咯烷酮降解菌属包括副球菌属、芽孢杆菌属等，尚未有降解N
‑
甲基吡咯烷酮的苍白杆菌的文献报道。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一株降解N
‑
甲基吡咯烷酮的苍白杆菌。该菌株能够在缺氧条件下以N
‑
甲基吡咯烷酮为电子供体、硝态氮为电子受体进行同步反硝化脱氮，在缺氧反硝化脱氮的同时实现N
‑
甲基吡咯烷酮的高效降解。
[0006]专利技术人以长期处理N
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甲基吡咯烷酮废水的活性污泥为菌源，利用以N
‑
甲基吡咯烷酮为唯一碳源的筛选培养基，进行菌株的纯化分离，得到了一株可以利用N
‑
甲基吡咯烷酮为电子供体进行反硝化的菌株，经分子生物学鉴定为苍白杆菌(Ochrobactrum)，命名为Ochrobactrum sp.NJUST54。该菌株已于2022年03月02日在中国典型培养物保藏中心(CCTCC)保藏，保藏地址为中国武汉市武汉大学，保藏编号为CCTCC NO：M2022179。
[0007]本专利技术还提供上述苍白杆菌NJUST54的培养方法，具体步骤为：
[0008]将苍白杆菌NJUST54种子液接种至无机盐液体培养基中，在28～32℃恒温震荡培养箱中培养。
[0009]优选地，震荡速度为180转/分钟。
[0010]优选地，无机盐液体培养基的组成为：1.53g L
‑1NaHPO4·
12H2O，0.38g L
‑1KH2PO4，0.1g L
‑1MgSO4·
7H2O，0.05g L
‑1CaCl2，10mL L
‑1微量元素溶液SL
‑
4；微量元素SL
‑
4组成：0.5g L
‑1EDTA，0.2g L
‑1FeSO4·
7H2O，100mL L
‑1微量元素SL
‑
6；微量元素SL
‑
6组成：0.01g L
‑1ZnSO4·
7H2O，0.03g L
‑1MnCl2·
4H2O，0.3g L
‑1H3BO4，0.2g L
‑1CoCl2·
6H2O，0.01g L
‑1CuCl2·
2H2O，0.02g L
‑1NiCl2·
6H2O，0.03g L
‑1Na2MoO4·
2H2O。
[0011]进一步地，本专利技术提供上述苍白杆菌NJUST54在N
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甲基吡咯烷酮废水处理中的应用。
[0012]具体地，应用方法为：将苍白杆菌NJUST54接种至N
‑
甲基吡咯烷酮废水中，在25～35℃下进行生物降解。
[0013]优选地，N
‑
甲基吡咯烷酮废水中含有或添加硝态氮，硝态氮可以为硝酸盐例如硝酸钠等。
[0014]优选地，处理温度为32～35℃。
[0015]本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：
[0016](1)本专利技术的苍白杆菌NJUST54，可以在高硝态氮的缺氧环境中降解NMP，相比于好氧条件，苍白杆菌NJUST54对环境的耐受能力更强，同时减少了好氧曝气工段，节约了运行成本。
[0017](2)本专利技术的苍白杆菌NJUST54，利用工业废水通常含有较高浓度硝酸盐的特点，以NMP作为电子供体，硝态氮为电子受体进行代谢和生长，同时具有高效的NMP降解能力和反硝化脱氮能力，可以实现含有硝态氮和NMP废水的同步处理。
[0018]生物材料保藏信息
[0019]NJUST54，分类命名为苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M 2022179，保藏地址为中国湖北省武汉市武汉大学，保藏日期为2022年03月02日。
附图说明
[0020]图1是苍白杆菌NJUST54的扫描电子显微镜图。
[0021]图2是苍白杆菌NJUST54在N
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甲基吡咯烷酮初始浓度为5.0～5.2mM、硝态氮初始浓度为10.3～10.6mM的液体培养基中对N
‑
甲基吡咯烷酮的降解效果图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.苍白杆菌(Ochrobactrum sp.)NJUST54，其特征在于，所述苍白杆菌NJUST54于2022年03月02日保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2022179。2.根据权利要求1所述的苍白杆菌NJUST54的培养方法，其特征在于，具体步骤为：将苍白杆菌NJUST54种子液接种至无机盐液体培养基中，在28～32℃恒温震荡培养箱中培养。3.根据权利要求2所述的培养方法，其特征在于，震荡速度为180转/分钟。4.根据权利要求2所述的培养方法，其特征在于，无机盐液体培养基的组成为：1.53g L
‑1NaHPO4·
12H2O，0.38g L
‑1KH2PO4，0.1g L
‑1MgSO4·
7H2O，0.05g L
‑1CaCl2，10mL L
‑1微量元素溶液SL
‑
4；微量元素SL
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4组成：0.5g L
‑1EDTA，0.2g L
‑1FeSO4·
7H2O，100mL L
‑1微量元素SL
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈锦优，吴绪旺，王静，迟强，张何兵，何峻峰，王洪，
申请(专利权)人：湖北臻润环境科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：