[發明專利]一種高效富集N-DAMO細菌的便捷方法及裝置

在審

• 申請號: 202010191876.4
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111440704A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 李建政;閆晗;孟佳;唐良港
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C12M1/04
• 分類號: C12M1/04;C12M1/00
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

本發明公開了一種高效富集N?DAMO細菌的便捷方法及裝置，屬于厭氧甲烷氧化微生物富集領域。本發明解決富集N?DAMO細菌存在的生長代謝緩慢，富集培養困難等問題。本發明提供的簡易厭氧序批式反應器包括主反應器玻璃瓶，設置在密封瓶塞上的換水管、進氣管和氣壓平衡管，以及與進氣管相連的甲烷供氣系統和與換水管相連的換水系統。將待培養微生物樣品添加至步驟上述反應器里，并添加液體基礎培養基和亞硝酸鹽，充入甲烷后密閉培養，定期以新鮮培養基置換上清液繼續培養，最終獲得N?DAMO細菌的富集培養物。本發明提供了一種高效富集培養N?DAMO細菌的方法與裝置，便捷快速，利于N?DAMO細菌資源的獲取與利用。

技術領域

本發明涉及一種高效富集N-DAMO細菌的便捷方法及裝置，屬于厭氧甲烷氧化微生物富集領域。

背景技術

在廢水生物處理過程中，或多或少都有CH₄的產生和釋放，在保護水環境的同時，卻增加了大氣溫室氣體含量。另一方面，由于有機碳源的不足，常規的硝化反硝化廢水生物處理技術很難實現經濟高效脫氮，甚至難以達標排放。

現有亞硝酸鹽型厭氧甲烷氧化(Nitrite-dependent Anaerobic MethaneOxidation，N-DAMO)可以解決CH₄的減排和廢水生物脫氮碳源不足的問題。N-DAMO過程是以CH₄為電子供體，還原亞硝酸鹽NO₂^-生成氮氣N₂。其反應方程式為：3CH₄+8NO₂^-+8H⁺→3CO₂+4N₂+10H₂OΔG⁰'＝-928kJ mol^-1。該過程廣泛存在于農田、濕地、河湖等自然生態環境中，是生物圈碳氮循環的重要環節。但是N-DAMO細菌是自養型微生物，生長代謝緩慢，富集培養困難，較難開展工程應用與實踐。并且現有關于N-DAMO細菌的富集培養研究，大都集中在反應器改進以提高CH₄的吸收利用率。然而，這些方法大都存在培養系統復雜，運行管理成本較高等缺點，不足以支撐科學研究和工程應用技術研發對N-DAMO菌種資源的需求。因此，提供一種快速簡便富集N-DAMO細菌的方法以及裝置，快速簡便地獲得N-DAMO細菌培養物，為N-DAMO菌種資源獲取、理論研究及工程應用技術研發提供基礎是十分必要的。

發明內容

本發明為了解決現有富集N-DAMO細菌存在的生長代謝緩慢，富集培養困難等問題，提供一種高效富集N-DAMO細菌的便捷方法及裝置。

本發明的技術方案：

一種高效富集N-DAMO細菌的便捷裝置，該裝置包括反應系統、甲烷供氣系統和換水系統，反應系統分別與甲烷供氣系統和換水系統連通；

所述的反應系統包括反應器玻璃瓶9、氣壓平衡管7和氣袋8，氣壓平衡管7的一端穿過反應器玻璃瓶9的密封瓶塞插入反應器玻璃瓶9的內部，氣壓平衡管7的另一端與氣袋8連通，氣壓平衡管7上設有中止閥；

所述的甲烷供氣系統包括甲烷氣瓶14、換氣管1和曝氣頭10，換氣管1的一端與甲烷氣瓶14連通，換氣管1的另一端穿過反應器玻璃瓶9的密封瓶塞與置于反應器玻璃瓶9內的曝氣頭10連接，換氣管1上設有中止閥；

所述的換水系統包括儲液瓶12、換水管3、蠕動泵5、氣壓平衡管7和氣袋8，換水管3的一端穿過反應器玻璃瓶9的密封瓶塞插入應器玻璃瓶9內部，換水管3另一端與蠕動泵5的軟管一端連接，換水管3上設有中止閥，蠕動泵5軟管的另一端穿過儲液瓶12的密封瓶塞插入儲液瓶12內部，氣壓平衡管7的一端穿過儲液瓶12的密封瓶塞插入儲液瓶12內部，氣壓平衡管7的另一端與氣袋8連通，氣壓平衡管7上設有中止閥。

進一步限定，反應器玻璃瓶9為容積為1L的廣口瓶。