[發(fā)明專利]一種利用副黃假單胞菌降解污水中苯酚的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110032503.7
• 申請(qǐng)日: 2021-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN113023900A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱宏飛;丁寧;李白蓮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/34
• 分類號(hào): C02F3/34;C12N1/20;C12N1/02;C02F101/34;C12R1/38
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本發(fā)明提供一種利用專利菌種?副黃假單胞菌DTSP2降解污水中苯酚的方法。工藝步驟為：(1)副黃假單胞菌DTSP2(專利保藏編號(hào)為GDMCC No.61389)的分離和鑒定；(2)苯酚耐受范圍評(píng)估；(3)模擬污水中苯酚降解率的測(cè)定；本發(fā)明利用副黃假單胞菌的生物降解作用，對(duì)工業(yè)廢水中的苯酚進(jìn)行降解，苯酚降解最適濃度為200mg/l,12小時(shí)降解率為20％～47％，最高降解率為45％左右，有效降低了苯酚的污染效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物學(xué)技術(shù)在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用，利用微生物的代謝作用對(duì)工業(yè)廢水中的苯酚進(jìn)行降解代謝。該技術(shù)利用生物降解法，為污水中的苯酚降解提供了一種高效而普遍的方式。該降解過程采用的是副黃假單胞菌。副黃假單胞菌(P.parafulva)DTSP2(專利保藏號(hào) GDMCC No. 61389)是從河水中分離出來的土著細(xì)菌，營(yíng)養(yǎng)類型屬于化能自養(yǎng)兼性異養(yǎng)菌。

背景技術(shù)

苯酚是人類活動(dòng)排放的常見污染物，可在人類居住和生存環(huán)境中廣泛檢出。酚類化合物廣泛存在于煉焦、制藥、造紙、染料及石油化工等行業(yè)廢水中,同時(shí)還會(huì)隨著工業(yè)廢水、廢氣等排放到環(huán)境中，繼而污染水體環(huán)境、危及生物安全。苯酚能通過皮膚粘膜、呼吸道和消化道直接進(jìn)入人體,低濃度的苯酚能引起蓄積導(dǎo)致慢性中毒,高濃度的苯酚則可以直接引起急性中毒導(dǎo)致昏迷甚至死亡。如果長(zhǎng)期飲用苯酚污染的水源,會(huì)引起貧血、頭暈、以及各種神經(jīng)系統(tǒng)疾病。此外，當(dāng)含酚的水被氯化時(shí)，還會(huì)形成有毒的多氯酚。苯酚在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致其他污染物的衍生，并大量的排放到環(huán)境中，主要存在于河流，工業(yè)廢水，垃圾滲透液當(dāng)中。這些污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定又不易被去除，導(dǎo)致其容易在環(huán)境中積累，影響工業(yè)生產(chǎn)及污水處理廠的處理效果。苯酚在低濃度時(shí)就已具備毒性，同時(shí)又是環(huán)境研究領(lǐng)域重要的化合物，因此經(jīng)常被列為典型污染物。在我國(guó)，苯酚已被列入“水中優(yōu)先控制污染物黑名單”，某些工業(yè)廢水中苯酚的濃度過高，環(huán)境的自凈能力難以負(fù)載，所以去除環(huán)境中的苯酚，降低其對(duì)生物的危害已成為急需解決的問題。

目前去除環(huán)境中苯酚的方法可概括為物理法、化學(xué)法、生物法。相較于物化處理過程，生物處理技術(shù)具有運(yùn)行費(fèi)用低,操作簡(jiǎn)單,且不產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn)，又具有操作簡(jiǎn)單、處理量大、經(jīng)濟(jì)安全等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為苯酚降解研究的新趨勢(shì)。微生物種類豐富，代謝途徑多樣，代謝類型各異，反應(yīng)條件和反應(yīng)環(huán)境相對(duì)溫和，通常是通過篩選菌株并進(jìn)行馴化，將篩選完的微生物用來轉(zhuǎn)化和代謝頑固性污染物。微生物降解含有機(jī)物的廢水的主要原理是微生物的共代謝作用，通過添加微生物的生長(zhǎng)基質(zhì)(共代謝基質(zhì))和污染物(非生長(zhǎng)基質(zhì))進(jìn)行富集和馴化具有特異降解某種污染物的生物體，以強(qiáng)化處理特定污染物。目前已知的許多細(xì)菌具有苯酚的降解能力，均對(duì)一定初始濃度的苯酚具有良好的降解作用，其中占主要優(yōu)勢(shì)的是假單胞菌屬。

副黃假單胞菌DTSP2河水中分離出來的細(xì)菌，水樣來源于經(jīng)由污水處理廠處理過后的水，采集地點(diǎn)為上下游500米處，距離水面大約30厘米左右，屬于土著微生物。該菌種對(duì)于苯酚的降解是通過一系列酶的催化作用實(shí)現(xiàn)的。首先在羥化酶的作用下，苯酚羥基化為鄰苯二酚，然后在雙加氧酶的作用下，生成不飽和脂肪酸，最后開環(huán)裂解后的產(chǎn)物繼續(xù)分解為小分子的脂肪酸，并最終被微生物代謝降解。

生物法是目前在低濃度酚類廢水處理中應(yīng)用較為普遍的一種處理技術(shù)。通過微生物的新陳代謝作用把廢水中的有機(jī)物降解為二氧化碳、水以及氮?dú)獾葻o毒害小分子化合物。生物法應(yīng)用廣泛、處理能力較大,而且設(shè)備簡(jiǎn)單,經(jīng)濟(jì)效益高。在目前已報(bào)道的苯系物降解菌中,假單胞菌是環(huán)境中,尤其是陸生環(huán)境中最重要的一類降解性細(xì)菌。利用副黃假單胞菌DTSP2可使得苯酚快速開環(huán)裂解，完成苯酚的分解轉(zhuǎn)化。

副黃假單胞菌對(duì)苯酚的降解效果與耐受濃度和降解效率有關(guān)。采用梯度法檢測(cè)副黃假單胞菌的苯酚脅迫極限。在苯酚脅迫下，副黃假單胞菌(GDMCC No. 61389)在苯酚最大濃度為 900mg/l～1000mg/l的情況下持續(xù)增長(zhǎng)，最高降解效率出現(xiàn)在苯酚濃度為200mg/l的環(huán)境中，降解效率約為45％左右。對(duì)于菌株,苯酚既是其生長(zhǎng)所需的碳源,同時(shí)也抑制著菌株的生長(zhǎng)。當(dāng)苯酚濃度高于1000mg/l時(shí)，細(xì)菌生長(zhǎng)緩慢且苯酚幾乎不被降解。