[發明專利]一種生物降解磺胺甲惡唑的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610107207.8
• 申請日: 2016-02-26
• 公開（公告）號: CN105645598B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 程景勝;周嬌;元英進;張藝碧
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C12N1/20;C02F103/36;C12R1/05;C12R1/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 陸藝

技術領域

本發明屬于環境污染治理領域，涉及一種生物降解磺胺甲惡唑的方法及裝置。

背景技術

磺胺甲惡唑(SMX)是一種普遍處方、消耗的磺胺類抗生素之一。廢水中可檢測到SMX濃度高達mg/L水平，表面水中含量為ng/L水平，甚至在地下水中檢測到410ng/L。它在水環境中的存在會導致嚴重的水污染，威脅著水生植物、動物以及微生物的生存。研究發現SMX能夠改變微生物菌群的構成，導致抗性基因的擴散，并且對水生生物有誘變性或者植物性毒害。許多文獻報道生物降解是污水處理SMX排除的最主要的途徑，研究了其排除的效率并分離鑒定了一些主要的具有SMX降解能力的菌株。雖然一些涉及其生物降解的特定的酶、降解途徑、可能的代謝產物已經有所闡述，但是SMX生物降解機制仍不是很清楚。

膜生物反應器(MBR)技術已經廣泛應用于污水處理化學污染物中。許多文獻主要研究膜生物反應器處理有機污染物的處理效率、膜積垢以及生物生存能力的影響因素(如污泥停留時間、混合液懸浮物濃度、原污水容量、氧化過程、可溶性微生物產物等)。但是目前利用膜生物反應器降解抗生素化合物的文獻報道不是很多。

單菌降解抗生素的能力很有限，而如果利用混菌間相互促進、互利共生的關系可能會提高SMX的降解。但是在之前的研究中發現，Alcaligenes faecalis和Pseudomonas sp.denitrificans混菌降解SMX的能力不如Alcaligenes faecalis單菌。利用膜生物反應器混菌降解SMX的研究尚未報道。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種生物降解磺胺甲惡唑的方法。

本發明的第二個目的是提供一種生物降解磺胺甲惡唑的裝置。

本發明的技術方案概述如下：

一種生物降解磺胺甲惡唑的方法，包括如下步驟：

(1)種子培養：將保藏編號為CGMCC No.1.767的糞產堿桿菌(Alcaligenes faecalis)在種子培養基中培養，得到糞產堿桿菌的一級種子；將糞產堿桿菌的一級種子在種子培養基中培養，得到糞產堿桿菌的二級種子；

將保藏編號為ATCC 13867的脫氮假單胞桿菌(Pseudomonas sp.denitrificans)在種子培養基中培養，得到脫氮假單胞桿菌的一級種子；將脫氮假單胞桿菌的一級種子在種子培養基中培養，脫氮假單胞桿菌二級種子；

(2)降解液配制：按體積比為4-6：1的比例將磺胺甲惡唑生產排放廢水與基礎無機鹽培養基混合配成降解液；

(3)將降解液分別裝入第一發酵罐和第二發酵罐中；將糞產堿桿菌的二級種子接入裝有降解液的第一發酵罐中，將脫氮假單胞桿菌二級種子接入裝有降解液的第二發酵罐中，發酵12-16h；

(4)將第一發酵罐中的發酵液以1-2L/h泵入第一中空纖維膜組件過濾得第一種發酵濾液和過濾后的糞產堿桿菌，第一種發酵濾液持續輸入到第二發酵罐；將第二發酵罐中的發酵液以1-2L/h泵入第二中空纖維膜組件過濾得第二種發酵濾液和過濾后的脫氮假單胞桿菌，第二種發酵濾液持續輸入到第一發酵罐，持續進行2-3h；將第一種發酵濾液輸入第一儲罐，第二種發酵濾液輸入第二儲罐；

(5)用第一儲罐內的第一種發酵濾液將過濾后的糞產堿桿菌洗回到第一發酵罐中，用第二儲罐內的第二種發酵濾液將過濾后的脫氮假單胞桿菌洗回到第二發酵罐中，發酵。

基礎無機鹽培養基由下述成分以g/L計組成：FeSO₄·7H₂O 0.05g,MgSO₄·7H₂O 1.20g,(NH₄)₂SO₄ 2.5g,Na₂EDTA·2H₂O 0.09g,CaCl₂·2H₂O 0.060g,Na₂HPO₄ 22.0g,KH₂PO₄20g,葡萄糖5g，醋酸鈉5g，自然pH。