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脱除含硫恶臭物质的复合生物活性填料及其制备与应用

阅读:826发布:2023-03-06

专利汇可以提供脱除含硫恶臭物质的复合生物活性填料及其制备与应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公布了一种脱除含硫恶臭物质的复合 微 生物 活性填料及其制备和应用。本发明所涉及的人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1和 水 微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1,为从中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室处理含H2S等恶臭物质的反应器中得到分离菌,上述菌株保藏于中国普通微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号分别为CGMCC No.7400和CGMCC No.7399。所述复合微生物活性填料 比表面积 大,孔隙率高,透气性好,阻 力 小;菌细胞附载量高,不易流失;附载有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1,在 净化 废气的 生物反应器 中不易腐烂 变形 ,能够长期使用和适应复杂的处理条件。,下面是脱除含硫恶臭物质的复合生物活性填料及其制备与应用专利的具体信息内容。

1.一种脱除含硫恶臭物质的复合生物活性填料,所述填料附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1菌悬液;所述人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1,保藏编号为CGMCC No.7400,水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1保藏编号为CGMCC No.7399。
2.根据权利要求1所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述填料为轻质多孔聚泡沫、颗粒活性炭、火山岩、珍珠岩中的一种或多种材料。
3.根据权利要求1所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述的两种微生物菌悬液与轻质多孔材料的质量比为50-300∶10。
4.根据权利要求1所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述的复合
6
微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于10CFU/g,水微菌SU1的菌体浓度大于
6
10CFU/g。
5.根据权利要求1所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料的制备方法,步骤如下:
(1)斜面培养:分别培养制备人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1斜面菌种;
(2)菌悬液的制备:分别将步骤(1)制备的人苍白杆菌SL1斜面菌体与水微菌SU1斜面菌体按5-20%接种量逐级发酵培养,分离后用无菌营养液稀释获得菌体浓度为0.4-0.8g/L人苍白杆菌SL1菌悬液与菌体浓度为0.4-0.8g/L水微菌SU1菌悬液;
(3)复合微生物菌悬液的制备:将步骤(2)制备的人苍白杆菌SL1菌悬液与水微菌SU1菌悬液按1:1体积比混合,获得复合微生物菌悬液;所述的复合微生物菌悬液中菌体总浓度为0.4-0.8g/L;
(4)复合微生物活性填料的制备:
(a)将步骤(3)制备的复合微生物菌悬液喷淋到方块体或颗粒形状的轻质多孔材料的表面;(b)将带有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1菌细胞的多孔材料块放入旋转混合器中旋转混合;(c)再次向轻质多孔材料表面喷淋复合微生物菌悬液,获得复合微生物活性填料,
4℃保存备用;重复步骤(a)-(c)2-3次,使材料表面以及微孔中均附载有菌细胞,获得复合微生物活性填料。
6.根据权利要求5所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料的制备方法,所述的水微菌SU1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO4 2.0g,KNO3 2.0g,NH4Cl 0.5g,MgCl2·6H2O 0.5g,FeCl3 0.01g,NaHCO3 1.0g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min。
7.根据权利要求5所述一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料的制备方法,所述的人苍白杆菌SL1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO4 3.0g,K2HPO4 3.0g,NH4H2PO40.5g,MgCl2·6H2O 0.2g,FeCl3 0.01g,水1000ml,pH值6.8-7.2;121℃灭菌20min。
8.根据权利要求1-4任意一项所述的一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料在脱除含硫恶臭物质中的应用。

说明书全文

脱除含硫恶臭物质的复合生物活性填料及其制备与应用

技术领域

[0001] 本发明属于环境治理领域,具体是一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料及其制备方法与应用。

背景技术

[0002] 在污污泥处理、垃圾处理和堆肥等过程中会产生大量的臭味气体,硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化等含硫物质为臭味气体中常见的发臭物质。恶臭物质逸散到大气中,随着空气的流动扩散到各处,对周围环境造成污染,对人体健康产生危害。目前,空气污染和臭气的治理引起人们越来越多的关注,许多国家都制定了严格的排放标准。严格控制废气中污染物的排放,并要求企业在排放污染物前,采取相应的治理措施。我国于1993年开始实施的国家《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)中对挥发性有机污染物及恶臭物质的排放做出了严格的规定。
[0003] 与其它物理化学废气处理方法相比,生物处理方法因其具有成本低、操作简便、技术清洁、无二次污染等优点,九十年代以后成为研究的热点。生物法的原理是利用微生物的生物化作用将含硫的恶臭物质转化为硫酸盐或硫单质的过程。
[0004] 但是,微生物通常附着生长在载体表面,在运行生物反应器时需要定期向载体喷淋营养液以维持微生物的生长所需的养分与水分。在喷淋的过程中,微生物极易从载体表面脱落,随多余的营养液从净化废气的生物反应器中流出,造成流失,引起含硫恶臭物质的处理效果降低的问题。并且,载体通常采用堆肥材料、木片、树皮,拉西环,陶粒等。堆肥材料、木片、树皮等载体的比表面积小,填充密度大,压损失大,易腐烂,使用寿命短;拉西环、陶粒表面光滑,微生物不易附着,更易流失。净化含硫恶臭物质的生物反应器的接种物多为污水处理厂的活性污泥,微生物适应期长,生物反应器启动慢。

发明内容

[0005] 本发明的目的是提供一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料及其制备和应用,该复合微生物活性填料比表面积大,孔隙率高,透气性好,阻力小;菌细胞附载量高,不易流失;附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1,具有较高的降解硫化氢的效率;在净化废气的生物反应器中的填充密度低,压力低,不易腐烂变形,能够长期使用和适应复杂的处理条件。
[0006] 为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
[0007] 脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述填料附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1菌悬液;所述人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1,保藏编号为CGMCC No.7400,水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1保藏编号为CGMCC No.7399。
[0008] 所述填料为轻质多孔聚泡沫、颗粒活性炭、火山岩、珍珠岩中的一种或多种材料。
[0009] 所述的两种微生物菌悬液与轻质多孔材料的质量比为50-300∶10。
[0010] 所述的复合微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于106CFU/g,水微菌6
SU1的菌体浓度大于10CFU/g。
[0011] 所述的复合微生物活性填料制备步骤如下:
[0012] (1)斜面培养:分别培养制备人苍白杆菌SL1与水微菌SU1斜面菌种;
[0013] 所述的人苍白杆菌SL1斜面培养基组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,琼脂20g,水1000ml,pH值6.8-7.2,121℃灭菌20min;
[0014] 所述的水微菌SU1斜面培养基组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,NaHCO31.0g,琼脂15g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min。
[0015] (2)菌悬液的制备:分别将步骤(1)制备的人苍白杆菌SL1斜面菌体与水微菌SU1斜面菌体按5-20%接种量逐级发酵培养,分离获得菌体浓度为0.4-0.8g/L人苍白杆菌SL1菌悬液与菌体浓度为0.4-0.8g/L水微菌SU1菌悬液;
[0016] 所述发酵培养的条件为:培养温度36℃,培养时间48h,通量5-200L/min,溶解氧>2.0mg/L,罐体内部压力0.03-0.10Mpa。
[0017] 所述的人苍白杆菌SL1液体发酵培养基的组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,水1000ml,pH值6.8-7.2,121℃灭菌20min;
[0018] 所述的水微菌SU1液体发酵培养基的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,NaHCO31.0g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min;
[0019] 发酵完成后将发酵液置于冷冻离心机中,于4℃,2000-8000rpm,离心浓缩5-20min,弃去上清液,沉淀分别用无菌营养液稀释,分别获得菌体浓度为0.4-0.8g/L人苍白杆菌SL1菌悬液与菌体浓度为0.4-0.8g/L水微菌SU1菌悬液;
[0020] 所述的人苍白杆菌SL1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO43.0g,K2HPO43.0g,NH4H2PO40.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeCl30.01g,水1000ml,pH值6.8-7.2;121℃灭菌20min;
[0021] 所述的水微菌SU1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeCl30.01g,NaHCO31.0g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min;
[0022] (3)复合微生物菌悬液的制备:将步骤(2)制备的人苍白杆菌SL1菌悬液与水微菌SUl菌悬液按1∶1体积比混合,获得复合微生物菌悬液;所述的复合微生物菌悬液中菌体总浓度为0.4-0.8g/L;
[0023] (4)复合微生物活性填料的制备:
[0024] (a)将步骤(3)制备的复合微生物菌悬液喷淋到方块体或颗粒形状的轻质多孔材料的表面;(b)将带有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1菌细胞的多孔材料块(或颗粒)放入旋转混合器中旋转混合;(c)再次向轻质多孔材料表面喷淋复合微生物菌悬液,获得复合微生物活性填料,4℃保存备用;
[0025] 优选的重复步骤(a)-(c)2-3次,使材料表面以及微孔中均附载有菌细胞,获得复合微生物活性填料;
[0026] 所述轻质多孔材料为聚氨酯泡沫块、颗粒活性炭、火山岩、珍珠岩中的一种或多种;
[0027] 所述轻质多孔材料密度为0.7-1.0kg/m3,孔隙率为50-96%,粒径为5-50mm;
[0028] 所述的复合微生物以菌悬液的形式附载在填料上;
[0029] 所述的复合微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于106CFU/g(活性填料),水6
微菌SU1的菌体浓度大于10CFU/g(活性填料)。
[0030] 本发明提供了一株降解含硫恶臭物质的人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)3
SL1(CGMCC No.7400),由该细菌制备的菌剂,在气体流量为1.0-90m/h,停留时间1-3min,温度20-37℃,硫化氢浓度为0.1-80mg/m3,甲硫醇0.1-10mg/m3,甲硫醚0.1-10mg/m3,对硫化氢、甲硫醇、甲硫醚等含硫恶臭物质降解效率可以达到90%以上。可用于净化含硫恶臭物质的气体,解决污水、污泥处理、垃圾处理和堆肥等过程产生的恶臭污染问题。
[0031] 本发明所涉及的人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1菌株特点如下:
[0032] 该菌株在LB固体平板上菌落颜色为无色,圆形,表面光滑,边缘整齐,湿润。菌体呈杆状,大小为0.5-0.8×3.0-3.5μm,周生鞭毛,革兰氏染色阴性,接触酶和氧化酶阳性。吲哚阴性。葡萄糖发酵产酸,可以利用硝酸盐,不水解七叶灵和明胶。可以广泛利用碳水化合物、氨基酸、有机酸为碳源。最适生长温度为20-37℃。
[0033] 采用全自动磁珠核酸提取仪Smart LabAssist-16及相应环境样品DNA提取纯化试剂盒(台湾圆点奈米技术股份有限公司)分别对目的菌株DNA进行提取和纯化,选用细菌通用引物F16S-27和R16S-1492进行PCR扩增,引物序列分别为:
[0034] F16S-27(5`-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3`)
[0035] R16S-1492(5`-CGGTTACCTTGTTACGACTTC-3`)
[0036] PCR反应条件设定为:94℃预变性5min;随后94℃变性30sec,56℃退火30sec,72℃延伸90sec,循环25个周期;然后72℃延伸10min;最后4℃保持10min。然后将PCR产物连接到PMD-19T载体上,随后转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中。将转化后的感受态细胞50μl涂布于含有半乳糖苷、异丙基-β-d-硫代半乳糖苷和氨苄青霉素的LB培养基上。培养12小时后,从每个平板挑取25个白色单菌斑进行液体LB培养基培养。培养
2小时后,将培养液进行测序分析。测得的序列首先采用DNAMAN软件进行相似性归并,将相似性大于97%的序列归并为一个操作单元,选取每个操作单元中的代表序列利用BLAST与GenBank数据库中的16SrDNA基因序列进行同源性分析,选取1400bp以上长度进行比对(Clustelxl.83),采用邻位连接(Neighbour Joining)法进行系统学分析(MEGA3.1)。系统发育树如图1所示。
[0037] 该菌剂可通过试管斜面种-摇瓶种-种子罐-生产罐-产品(包装剂型为液体菌剂或固体吸附菌剂)的生产工艺制备得到。
[0038] 本发明提供了一株降解含硫恶臭物质的水微菌(Aquamicrobium defluvii)3
SU1(CGMCC No.7399),由该细菌制备的菌剂在气体流量为1.0-50m/h,停留时间1-3min,温
3 3
度20-37℃,硫化氢浓度为0.1-50mg/m,甲硫醇0.1-20mg/m,对硫化氢、甲硫醇等含硫恶臭物质降解效率可以达到85%以上。可用于净化含硫恶臭物质的气体,解决污水、污泥处理、垃圾处理和堆肥等过程产生的恶臭污染问题。
[0039] 本发明所涉及的水微菌SU1菌株特点如下:
[0040] 该菌株在LB固体平板上菌落颜色为白色,不透明,圆形,边缘光滑,湿润。菌体呈短杆状,大小为0.5-0.8×1.5-2.0μm,有鞭毛,可运动,革兰氏染色阴性,接触酶和氧化酶阳性。葡萄糖发酵产酸,可以利用硝酸盐,不水解赖氨酸、精氨酸和明胶。少量利用碳水化合物、有机酸为碳源。最适生长温度为25-37℃。
[0041] 采用全自动磁珠核酸提取仪Smart LabAssist-16及相应环境样品DNA提取纯化试剂盒分别对目的菌株DNA进行提取和纯化,选用细菌通用引物F16S-27和R16S-1492进行PCR扩增,引物序列分别为:
[0042] F16S-27(5`-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3`)
[0043] R16S-1492(5`-CGGTTACCTTGTTACGACTTC-3`)
[0044] PCR反应条件设定为:94℃预变性5min;随后94℃变性30sec,56℃退火30sec,72℃延伸90sec,循环25个周期;然后72℃延伸10min;最后4℃保持10min。然后将PCR产物连接到PMD-19T载体上,随后转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞中。将转化后的感受态细胞50μl涂布于含有半乳糖苷、异丙基-β-d-硫代半乳糖苷和氨苄青霉素的LB培养基上。培养12小时后,从每个平板挑取25个白色单菌斑进行液体LB培养基培养。培养
2小时后,将培养液进行测序分析。测得的序列首先采用DNAMAN软件进行相似性归并,将相似性大于97%的序列归并为一个操作单元,选取每个操作单元中的代表序列利用BLAST与GenBank数据库中的16SrDNA基因序列进行同源性分析,选取1400bp以上长度进行比对(Clustelxl.83),采用邻位连接(Neighbour Joining)法进行系统学分析(MEGA3.1)。系统发育树如图2所示。
[0045] 该菌剂可通过试管斜面种-摇瓶种-种子罐-生产罐-产品(包装剂型为液体菌剂或固体吸附菌剂)的生产工艺制备得到。
[0046] 本发明的另一目的是利用复合微生物活性填料进行臭味气体处理,特别是在降解H2S气体中的应用,具体步骤如下:
[0047] (1)将附载有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1的复合微生物活性填料置于一容器中,通入H2S气体,以H2S气体为硫源,活化复合微生物活性填料;活化时间为1-14天;
[0048] 所述的H2S的浓度为50-200ppm;
[0049] (2)将活化后的复合微生物活性填料置于生物反应器中,通入含硫恶臭物质的气体,用人苍白杆菌SL1与水微菌SU1填料净化废气中的含硫恶臭物质,复合微生物活性填料3 3
体积为0.001-200m,硫化物的总浓度为50-200ppm,气体流速为0.05-10000m/h,净化温度为10-35℃;定期向复合微生物活性填料表面喷淋营养液维持复合微生物活性填料的活性,喷淋频率为1-7天喷淋1次,每次喷淋速度为1.0-200L/min,每次喷淋时间为20-120min;
[0050] 所述的营养液的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4C10.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,水1000ml,pH6.8-7.2;跟踪检测含硫恶臭物质的降解能力。
[0051] 本发明采用气相色谱法跟踪检测含硫化合物;所述的气相色谱法为:采用安捷伦GC-6890N气相色谱仪分析测定硫化物浓度,色谱柱为DB-1701毛细管柱(30m×0.32mm×0.25μm),汽化室、FPD检测器、柱温分别设置为100℃、250℃、220℃,进样量10μL,N2流速为0.3mL/min,总流量为12mL/min。
[0052] 本发明所涉 及的人苍白 杆菌(Ochrobactrum anthropi)SLl与水微 菌(Aquamicrobium defluvii)SU1,为从中国科学院生态环境研究中心水污染控制实验室处理含H2S等恶臭物质的反应器中得到分离菌,己于2013年4月02日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏编号分别为CGMCCNo.7400和CGMCC No.7399,保藏地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所,邮编100101。
[0053] 有益效果:
[0054] 1.本发明的复合微生物活性填料附载有优势菌人苍白杆菌SL1与水微菌SU1,具有较高的降解硫化氢的效率;并且优势菌的适应期短,可以快速开始降解反应,应用在净化含硫恶臭物质的废气生物反应器中,能够缩短启动期。
[0055] 单一菌只对一种含硫恶臭物质具有较高的去除效果,当气体中混有多种含硫恶臭物质时,去除率明显下降。两种菌混合可以有效处理含有硫化氢、硫醇、硫醚等多种恶臭物3
质的混合气体。并且,当气体中含硫恶臭物质的浓度较高,大于100mg/m时,去除率仍可以保持90%以上。
[0056] 2.利用沉降、附着和离心等多种力学的作用,将降解优势菌人苍白杆菌SL1与水微菌SU1附载在轻质多孔材料上,形成复合微生物活性填料,菌细胞不仅能够均匀地附着在填料表面,而且能够进入填料内部的孔中,使复合微生物活性填料的菌细胞附载量高,不易从生物反应器中流失。
[0057] 3.复合微生物活性填料使用前经过活化,可以使生物反应器快速启动。附载的菌细胞酶活稳定,能够维持长期稳定的含硫恶臭物质的净化效果。
[0058] 4.用于复合微生物活性填料的载体材料的表面粗糙、多孔,适于菌细胞附着;比表面积大,透气性好,阻力小,有利于菌细胞与废气中的含硫恶臭物质接触,提高传质效率。
[0059] 5.用于复合微生物活性填料的载体材料质轻,应用在净化含硫恶臭物质的废气生物反应器中,填充密度低,压力损失小。
[0060] 6.复合微生物活性填料不易腐烂变形,可以长期使用和适应多种复杂的实际条件。附图说明
[0061] 图1人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1系统发育树
[0062] 图2水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1系统发育树

具体实施方式

[0063] 例1:一种脱除含硫恶臭物质的微生物活性填料及其制备方法。
[0064] 一种脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述填料附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1;所述人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1,保藏编号为CGMCC No.7400,水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1保藏编号为CGMCC No.7399;
[0065] 所述填料为聚氨酯泡沫块;
[0066] 所述填料密度为0.8kg/m3,孔隙率为86%,粒径为30mm;
[0067] 所述的复合微生物以菌悬液的形式附载在填料上;
[0068] 所述的复合微生物菌悬液与聚氨酯泡沫块的质量比为100∶10;
[0069] 所述的复合微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于106CFU/g,水微菌6
SU1的菌体浓度大于10CFU/g。
[0070] 所述的复合微生物活性填料制备步骤如下:
[0071] (1)斜面培养:分别培养制备人苍白杆菌SL1与水微菌SU1斜面菌种;
[0072] 所述的人苍白杆菌SL1斜面培养基组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,琼脂20g,水1000ml,pH值6.8-7.2,121℃灭菌20min;
[0073] 所述的水微菌SU1斜面培养基组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,NaHCO31.0g,琼脂15g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min。
[0074] (2)菌悬液的制备:分别将步骤(1)制备的人苍白杆菌SL1斜面菌体与水微菌SU1斜面菌体按10%接种量逐级发酵培养,分离获得菌体浓度为0.6g/L人苍白杆菌SL1菌悬液与菌体浓度为0.5g/L水微菌SU1菌悬液;
[0075] 人苍白杆菌SL1菌悬液与水微菌SU1菌悬液制备方法如下;
[0076] 分别将步骤(1)制备的人苍白杆菌SL1斜面菌体与水微菌SU1斜面菌体按10%接种量逐级发酵培养,培养温度36℃培养时间48h,通风量100L/min,溶解氧>2.0mg/L,罐压0.06Mpa,发酵液置于冷冻离心机中于4℃,5000rpm,离心浓缩10min,弃去上清液,沉淀分别用无菌营养液稀释,分别获得菌体浓度为0.5g/L人苍白杆菌SL1菌悬液与菌体浓度为0.5g/L水微菌SU1菌悬液;
[0077] 所述的人苍白杆菌SL1液体发酵培养基的组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,水1000ml,pH值6.8-7.2,121℃灭菌20min;
[0078] 所述的水微菌SU1液体发酵培养基的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeSO4·7H2O0.01g,Na2S2O3·5H2O5.0g,NaHCO31.0g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min;
[0079] 所述的人苍白杆菌SL1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,KH2PO43.0g,K2HPO43.0g,NH4H2PO40.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeCl30.01g,水1000ml,pH值6.8-7.2;121℃灭菌20min;
[0080] 所述的水微菌SU1无菌营养液的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.5g,FeCl30.01g,NaHCO31.0g,水1000ml,pH值6.0-6.5,121℃灭菌20min;
[0081] (3)复合微生物菌悬液的制备:将步骤(2)制备的人苍白杆菌SL1菌悬液与水微菌SU1菌悬液按1∶1体积比混合,获得复合微生物菌悬液;所述的复合微生物菌悬液中菌体总浓度为0.5g/L;
[0082] (4)复合微生物活性填料的制备:(a)将步骤(3)制备的复合微生物菌悬液通过和喷淋头喷淋到方块体或颗粒形状的轻质多孔材料的表面;喷淋速度为10L/min,喷淋时间为60min;同时进行搅拌,搅拌速度为100rpm,搅拌时间为100min;使菌悬液与轻质多孔充分接触;(b)将带有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1菌细胞的多孔材料块(或颗粒)放入旋转混合器中,于10rpm转速下旋转混合50min;随着混合器的转动,附着在轻质多孔材料表面的菌细胞由于离心力的作用进入到孔隙内部;(c)再次向轻质多孔材料表面喷淋复合微生物菌悬液,同时进行搅拌;获得复合微生物活性填料,4℃保存备用;
[0083] 重复步骤(a)-(c)3次,使材料表面以及微孔中均附载有菌细胞,获得复合微生物活性填料;
[0084] 所述旋转混合机是高效精细容器回转、搅拌型混合设备,用于不同比例的干性或湿性颗粒物的均匀混合,并且在混合过程中不产生物料的熔解、挥发或变质。旋转混合机主3
体为不锈材料制作,容积为0.05-10m,内外壁抛光,无死,内置搅拌叶片,外部转动加上内置叶片搅拌,轻质多孔填料和菌悬液在旋转混合器内径向翻滚,同时还会横向以及上下对流,混合效率高。在混合机旋转过程中,一方面使各成分物质充分混合,另一方面,由于离心力的作用,菌细胞可以进入多孔材料内部的孔中,不仅使复合微生物活性填料的菌细胞附载量高,而且菌细胞不易流失。
[0085] 例2:一种微生物活性填料在降解H2S气体中的应用。
[0086] 本发明的另一目的是利用复合微生物活性填料进行臭味气体处理,特别是在降解H2S气体中的应用,具体步骤如下:
[0087] (1)将附载有人苍白杆菌SL1与水微菌SU1的复合微生物活性填料置于一容器中,通入H2S气体,以H2S气体为硫源,活化复合微生物活性填料;活化时间为7天;
[0088] 所述的H2S的浓度为100ppm;
[0089] (2)将活化后的复合微生物活性填料置于生物反应器中,通入含硫恶臭物质的气体,用人苍白杆菌SL1与水微菌SU1净化废气中的含硫恶臭物质,复合微生物活性填料体积3 3
为100m,硫化物的总浓度为100ppm,气体流速为1000m/h,净化温度为25℃;定期向复合微生物活性填料表面喷淋营养液维持复合微生物活性填料的活性,喷淋频率为3天喷淋1次,每次喷淋速度为50L/min,每次喷淋时间为60min;
[0090] 所述的营养液的组成为:葡萄糖0.5g,酵母粉0.2g,KH2PO42.0g,K2HPO42.0g,KNO32.0g,NH4Cl0.5g,MgCl2·6H2O0.2g,FeSO4·7H2O0.01g,水1000ml,pH6.8-7.2;跟踪检测含硫恶臭物质的降解能力。
[0091] 例3:使用效果实验(将例1中制备的填料分别进行下面三个实验)。
[0092] (1)处理污水厂污泥沉淀池逸散的含硫恶臭气体,气体流量为35m3/h,停留时间为3 3
1~3mins,室温条件下操作。硫化氢的进气浓度为:14.86mg/m,出气浓度为0.03mg/m,低于国家制定的恶臭污染物排放标准,去除率达到99%。
[0093] (2)用于处理污泥堆肥产生的含硫恶臭气体,硫化氢和乙硫醇的浓度分别为3 3 3
18mg/m和2.53mg/m ,气体流量为70m/h,停留时间为1~3mins,室温条件下操作,硫化氢和乙硫醇的去除率均大于90%。
[0094] (3)垃圾填埋场,处理含有162.1mg/m3硫化氢,3.82mg/m3甲硫醇,以及8.2mg/m33
甲硫醚的混合废气,气体流量为60m/h,停留时间为1~3mins,温度18-37℃,硫化氢、甲硫醇、甲硫醚的去除率分别达到95.1%,90.6%和91%。
[0095] 例4基本同例1
[0096] 脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述填料附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1菌悬液;所述人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1,保藏编号为CGMCC No.7400,水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1保藏编号为CGMCC No.7399。
[0097] 所述填料为颗粒活性炭。
[0098] 所述的两种微生物菌悬液与轻质多孔材料的质量比为200∶10。
[0099] 所述的复合微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于106CFU/g,水微菌6
SU1的菌体浓度大于10CFU/g。
[0100] 所述的复合微生物活性填料制备步骤同例1:
[0101] 所述的复合微生物菌悬液中菌体总浓度为0.4g/L;
[0102] 例5
[0103] 脱除含硫恶臭物质的复合微生物活性填料,所述填料附载有人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1与水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1菌悬液;所述人苍白杆菌(Ochrobactrum anthropi)SL1,保藏编号为CGMCC No.7400,水微菌(Aquamicrobium defluvii)SU1保藏编号为CGMCC No.7399。
[0104] 所述填料为珍珠岩。
[0105] 所述的两种微生物菌悬液与轻质多孔材料的质量比为50∶10。
[0106] 所述的复合微生物活性填料中人苍白杆菌SL1菌体浓度大于106CFU/g,水微菌6
SU1的菌体浓度大于10CFU/g。
[0107] 所述的复合微生物活性填料制备同例1:
[0108] 所述的复合微生物菌悬液中菌体总浓度为0.8g/L;
[0109] 所述轻质多孔材料密度为0.7kg/m3,孔隙率为50%,粒径为5-20mm。
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