[發明專利]甲烷氧化耦合高氯酸鹽還原菌群的富集方法及應用

有效

• 申請號: 201611246493.2
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106698676B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 趙和平;鐘亮;陳嘉嫻;呂盤龍;溫麗蓮;張吟
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F101/12;C02F101/16
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發明涉及生物降解處理技術領域，旨在提供一種甲烷氧化耦合高氯酸鹽還原菌群的富集方法及應用。包括步驟：制備無機培養基；在中空纖維膜生物反應器中接種ANMO?D菌群；將添加了亞硝酸鹽的無機培養基引入反應器的進水中；運行至NO₂^?被完全還原，完成初始菌群的接種；將添加了ClO₄^?的無機培養基引入前述反應器的進水中并連續運行10天后，反應器中即富集了能降解高氯酸鹽的菌群。本發明中的菌群具有高效的降解高氯酸鹽的效率，可以同時降解污水中的高氯酸鹽和硝酸鹽，同時二者的降解率均可以達到接近100％。用微生物反應器去除水中的高氯酸鹽具有成本低、有效期長，降解效果穩定等優點，適合長時間地處理大量低高氯酸鹽污染的廢水。

技術領域

本發明屬于生物降解處理技術領域，具體涉及一種甲烷氧化耦合高氯酸鹽還原菌群的富集及其在膜生物反應器中進行生物降解處理的應用。

背景技術

隨著我國經濟的快速發展以及工業的發達，高氯酸鹽作為一種強氧化劑，被廣泛的應用在諸如火箭燃料，煙花，彈藥等制作生成過程中，從而也帶來后續的污染問題。典型的地下水高氯酸鹽含量為100μg/L，但是在某些情況下，其含量會達到20mg/L或更多。而高氯酸根離子因為跟碘離子具有相近的結構與性質，因而當人們飲用高氯酸鹽含量較高的飲用水時，高氯酸根離子會替代碘離子從而影響到人體所必須的甲狀腺激素的產生而影響到人體的正常發育。

而目前，利用微生物進行地下水體中的高氯酸鹽還原是具有一定的發展前景的。利用微生物的生長活動，將高氯酸鹽作為其生產所需的能量來源，同時以甲烷作為碳源，在酶的作用下形成二氧化碳，水和氯離子。在生物體內進行如下的反應：

CH₄+ClO₄^-＝HCO₃^-+Cl^-+H₂O ΔG^0’＝-792KJmol^-1CH₄

由于其最終的代謝產物無污染，而且成本相比較化學處理方法更為低廉，因此如何達成高效的微生物高氯酸鹽降解是很有意義的。

同時，硝酸根是一種氧化陰離子，在地下水中通常和高氯酸根一起。在高濃度的情況下，硝酸根有可能會抑制高氯酸根的還原，所以研究高氯酸根和硝酸根同時高效還原也是具有非常重要的意義的。

現有技術中，目前尚無膜生物反應器可以進行高氯酸鹽的高效還原。主要的高氯酸鹽降解方法由活性炭吸附，離子交換法等物理方法以及化學還原法。

發明內容

本發明要解決的技術內容是，克服現有技術的不足，提供一種能降解高氯酸鹽的菌群的富集方法及應用。

為解決技術問題，本發明的解決方案是：

提供一種能降解高氯酸鹽的菌群的富集方法，包括下述步驟：

(1)制備無機培養基

將1mL酸性微量元素溶液、1mL堿性微量元素溶液、1mg CaCl₂、0.3g NaHCO₃、5mgMgSO₄·7H₂O、0.2g KH₂PO₄和0.4g Na₂HPO₄·12H₂O加入至1升去離子水中，用HCl調節pH至7，配成培養基；