[發明專利]強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的提取方法

在審

• 申請號: 201610274645.3
• 申請日: 2016-04-28
• 公開（公告）號: CN105734054A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 孫珮石;鄒平;張徐祥;任洪強;畢曉伊;王潔;王艷茹;湯俊英;姜閱
• 申請（專利權）人: 云南大學;南京大學
• 主分類號: C12N15/10
• 分類號: C12N15/10
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

技術領域

本發明公開一種強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的新型提取技術方法，屬于生物法工業廢氣凈化技術領域。

技術背景

近年來，隨著世界主要發達國家以及中國對工業煙氣排放的SO₂、NOx及煙塵等污染物控制的環保立法日趨嚴格，探求技術上先進、經濟上合理的新型煙氣同時脫硫脫氮技術一直是環保領域的新技術前沿研究熱點之一。

生物法廢氣凈化技術是一項廢氣凈化新技術，其以經濟、有效、污染物凈化徹底、適合于凈化處理低濃度工業廢氣等特點，近年來其已逐步發展成為世界上工業廢氣凈化的一個前沿熱點研究領域，其中生物法煙氣同時脫硫脫氮技術即是一項廣受關注的工業SO₂、NOx煙氣污染控制新技術。

生物膜填料塔煙氣同時脫硫脫氮技術即是通過生物膜填料塔中的脫硫、脫氮功能微生物菌群的生物化學作用來實現對含SO₂、NOx煙氣的同時脫硫脫氮凈化的。煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中的微生物通常是以脫硫、脫氮自養型功能菌為主構成的復合功能菌群。這類以自養菌為主的復合菌群通常生長繁殖速度較慢(尤其其中的脫氮菌群生長緩慢)。如果生物膜填料塔的操作條件改變而引起這類以自養菌為主的微生物菌群的生長環境條件變化，例如在生物掛膜初期塔內微生物菌群對操作條件適應性弱、隨操作運行塔內嗜酸脫硫菌快速繁殖致使生物膜體系pH降低(一般降低至pH為0.5～2.0)、酸性快速增強從而抑制脫氮菌及其它微生物菌群的生長繁殖等(尤其對其中通常適宜在弱酸性及中性環境中生長的脫氮菌群正常發揮脫氮作用性能的影響較大)，就會對生物膜填料塔的煙氣同時脫硫脫氮性能產生不利影響。這就需要有針對性地對煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中的功能微生物菌群結構進行檢測和對比分析，并依據結果對不同類型功能菌群采取強化措施，以保證生物膜填料塔的煙氣同時脫硫脫氮作用的高效持續穩定發揮。

按現階段微生物檢測技術，檢測功能微生物菌群結構需要通過功能菌群取樣、功能菌群總DNA提取、針對DNA的16SrRNA基因進行PCR擴增、PCR產物純化、擴增、高通量測序、生物信息學分析等過程來完成。功能菌群DNA提取是其中的一個關鍵步驟。由于煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔通常在低pH強酸性條件下操作運行，塔中微生物量極低，其中大多數微生物脫離強酸性環境后細胞易死亡裂解，暴露的DNA易變性解鏈。因此，難以按目前常規方法來有效提取功能菌群的DNA。

發明內容：

本發明的目的在于研究獲得一種強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA提取的新型技術方法。

為了解決煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔運行環境的強酸性條件下功能菌群DNA難以提取的技術難題，本發明依據提取微生物DNA檢測技術原理，針對從生物膜填料塔中采取的功能菌群樣品，首先采用硫酸(煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔系統中的主要致酸性生化反應產物)配制的pH調節液調節菌群樣品pH至適宜值pH＝4～6，之后選用適宜提取此類菌群DNA的美國MPBiomedicals公司生產的6560-200型MPBIO土壤基因組DNA提取試劑盒及按其規定操作提取菌群DNA的技術方法進行了實驗研究，由此形成了強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA提取的新型技術方法。

本發明目的是這樣實現的：一種強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的提取技術方法，其特征是針對從生物膜填料塔中采取的功能菌群樣品，先采用由硫酸配制的pH調節液，調節菌群樣品pH至適宜值pH＝4～6范圍內，之后選用適宜提取此類菌群DNA的提取試劑盒，并按其規定操作即能夠提取出強酸性條件下煙氣同時脫硫脫氮用生物膜填料塔中功能菌群的DNA。

所述用于調節菌群樣品pH值的pH調節液是由濃硫酸與蒸餾水混合配制成的pH值為4.0～6.0的pH調節液。

所述pH調節液調節菌群樣品的pH值至適宜范圍是pH＝4～6。

所述用于適宜提取此類菌群DNA的提取試劑盒是美國MPBiomedicals公司生產的6560-200型MPBIO土壤基因組DNA提取試劑盒。

本發明提取功能菌群DNA對應的生物法煙氣同時脫硫脫氮技術原理、技術方案、生物膜填料塔實驗系統裝置及其操作運行方法等，均與前期研究形成的“液相催化氧化-微生物組合法同時脫除煙氣中二氧化硫和氮氧化物的方法”[發明專利ZL200610011013.4]的相同，在此不再重述。