[發(fā)明專(zhuān)利]一種染料厭氧生物脫色體系及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010129632.3
• 申請(qǐng)日: 2020-02-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111320266B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李潛;胡瑞;沈鑫;董頡;張雪峰;肖翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12N1/14
• 分類(lèi)號(hào): C12N1/14;C02F3/28;C02F3/34;C02F101/30
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本發(fā)明公開(kāi)了一種低碳源成本的染料生物脫色方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先將產(chǎn)電微生物MR?1和褐腐菌G.trabeum接入以淀粉為碳源的脫色培養(yǎng)基中進(jìn)行厭氧共培養(yǎng)；在培養(yǎng)過(guò)程中，產(chǎn)電微生物S.oneidensisMR?1利用褐腐菌G.trabeum對(duì)淀粉分解產(chǎn)物進(jìn)行厭氧呼吸釋放電子，并最終將電子傳輸給有機(jī)污染物，使污染物得到降解；本發(fā)明所建立的新型降解體系不但能實(shí)現(xiàn)對(duì)染料污染物的高效降解，而且碳源成本低廉，甚至可以實(shí)現(xiàn)碳源的零成本，大大提高了產(chǎn)電微生物修復(fù)環(huán)境污染物的實(shí)際應(yīng)用潛能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低碳源成本的染料厭氧生物脫色方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

染料廢水成分復(fù)雜，生物可降解性差，且具有毒性和誘變性，因此未經(jīng)處理的染料廢水若直接排放到環(huán)境中將會(huì)嚴(yán)重的威脅到人類(lèi)和水生生物的安全。為了解決染料廢水污染問(wèn)題，當(dāng)前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了物理法、化學(xué)法和生物法處理染料廢水，其中物理、化學(xué)法處理成本高，尤其是還會(huì)產(chǎn)生二次污染，應(yīng)用受到限制。而生物法因其具有相對(duì)成本低、環(huán)境友好、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是最有前景的方法，受到廣泛關(guān)注。

產(chǎn)電微生物是一類(lèi)可以利用多種有機(jī)物作為碳源，通過(guò)自身厭氧呼吸作用，將代謝產(chǎn)生的電子釋放到周?chē)h(huán)境，直接與胞外電子受體接觸，或者通過(guò)電子遞質(zhì)的間接作用將電子轉(zhuǎn)移給電子受體，進(jìn)行異化厭氧呼吸的微生物。模式產(chǎn)電菌Shewanella oneidensis MR-1（MR-1）是一種兼性厭氧的革蘭氏陰性菌，不僅能夠利用氧氣作為電子受體進(jìn)行有氧呼吸，還能將環(huán)境中的眾多物質(zhì)如染料等厭氧還原。而且，它對(duì)物質(zhì)的還原降解不需要特異性降解酶，而是通過(guò)細(xì)菌表面非特異性釋放的電子所致。這種新型的非特異性降解機(jī)制使其具有對(duì)不同類(lèi)型環(huán)境污染物進(jìn)行還原降解的獨(dú)特能力，在環(huán)境污染修復(fù)領(lǐng)域顯示出良好的應(yīng)用前景。

然而，產(chǎn)電微生物MR-1只能利用乳酸等小分子有機(jī)物為碳源，缺乏對(duì)大分子有機(jī)物如淀粉等的利用能力。由于乳酸成本較高，這在很大程度上制約了其在環(huán)境污染物生物修復(fù)方面的實(shí)際應(yīng)用。因此，如果能夠解決產(chǎn)電微生物降解污染物的碳源成本問(wèn)題，那么將能夠大大增強(qiáng)其在有機(jī)污染物生物修復(fù)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用潛力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種方法或降解體系，來(lái)降低產(chǎn)電微生物MR-1對(duì)環(huán)境污染物厭氧生物修復(fù)的碳源成本。

本發(fā)明通過(guò)將產(chǎn)電微生物MR-1和褐腐菌Gloeophyllum trabeum （G. trabeum）共培養(yǎng)來(lái)建立一種新型的協(xié)同降解體系，利用淀粉為碳源，既實(shí)現(xiàn)了對(duì)污染物的高效降解，又達(dá)到了降低碳源成本目的，從而建立起一種經(jīng)濟(jì)、高效降解污染物的新型技術(shù)集成方法。

本發(fā)明中，褐腐菌G. trabeum先將體系中的淀粉分解成小分子有機(jī)物，產(chǎn)電微生物MR-1再利用淀粉分解產(chǎn)物進(jìn)行厭氧呼吸代謝，釋放出電子，并傳遞給胞外的電子受體（污染物），從而將污染物還原降解，降解過(guò)程見(jiàn)圖1。

本發(fā)明所述產(chǎn)電微生物為MR-1，所述真菌為褐腐菌G. trabeum，所述污染物為染料。

本發(fā)明提供一種低碳源成本的染料厭氧生物脫色方法，具體為產(chǎn)電微生物MR-1和褐腐菌G. trabeum聯(lián)用降解染料污染物的方法，包括下述步驟：

（1）產(chǎn)電微生物MR-1震蕩培養(yǎng)收集菌體，將菌體沉淀用礦物鹽培養(yǎng)基重懸，并調(diào)菌體濃度至4~6×10⁷ CFU/mL；

具體的，產(chǎn)電微生物MR-1菌體的準(zhǔn)備包括：

配制固體平板LB培養(yǎng)基（含有酵母提取物5g/L、胰蛋白胨10g/L、氯化鈉10g/L，瓊脂2%），對(duì)MR-1進(jìn)行活化培養(yǎng)。