專利名稱：還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的細(xì)菌菌株及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的細(xì)菌菌株及其用途。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化進程的高速發(fā)展，從礦物燃料燃燒產(chǎn)生煙氣所含大量氮氧化物(NOX)的排放是導(dǎo)致酸雨、光化學(xué)煙霧等一系列嚴(yán)重空氣污染問題的主要原因之一。NOx主要來源于燃料燃燒過程和各種工業(yè)生產(chǎn)過程，其中90％以上來自于燃燒煙氣的排放。隨著其排放量的逐漸增加和人們對環(huán)境質(zhì)量要求的不斷提高，許多國家都制定了比較嚴(yán)格的NOx排放法規(guī)。
由于煙氣排放量大，且煙氣中NOx的主要成分一氧化氮(NO，約占95％)在水中的溶解度很低，處理難度較大。至今，僅NH3的選擇性催化還原(SCR)及選擇性非催化還原(SNCR)得到了一定規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。但現(xiàn)有的這兩種技術(shù)依然存在著經(jīng)濟成本高、產(chǎn)生二次污染或處理效率低等缺陷。針對以上工業(yè)應(yīng)用的背景及現(xiàn)有的SCR存在的一些問題，一方面，研究人員一直尋找新的高活性催化材料和經(jīng)濟實用的催化還原劑，以改進現(xiàn)有的SCR技術(shù)；另一方面，研究人員一直在探索更為經(jīng)濟有效的新方法，如吸附法，吸收法，等離子去除法及生物法等。利用生物技術(shù)處理廢氣的研究始于上世紀(jì)80年代初期，由于其具有投資運行成本低、無二次污染等優(yōu)點，這一方法已成為世界各國工業(yè)廢氣凈化研究的熱點課題之一。但由于NO在水溶液中的低溶解性，受到氣液傳質(zhì)速率的限制，實際凈化效率并不高。絡(luò)合吸收法是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種同時煙氣脫氮新方法，絡(luò)合吸收法利用液相絡(luò)合吸收劑直接同NO反應(yīng)，從而使NO易于從氣相轉(zhuǎn)入液相，大大加快了氣—液傳質(zhì)速率。該法特別適用于處理主要含NO的燃煤煙氣，在實驗裝置中可以達到90％或更高的NO脫除率。亞鐵絡(luò)合吸收劑可以作為添加劑直接加入石灰石膏法煙氣脫硫的漿液中，只需在原有的脫硫設(shè)備上稍加改造，就可以實現(xiàn)同時脫除SO2和NOx。
由于吸收劑再生的問題一直束縛著這一技術(shù)的進一步發(fā)展，其中最主要的就是絡(luò)合吸收劑Fe(II)EDTA(乙二胺四乙酸亞鐵)的再生問題，在吸收過程中Fe(II)EDTA絡(luò)合吸收煙氣中的NO，形成Fe(II)EDTA-NO(乙二胺四乙酸亞鐵一氧化氮)，不能繼續(xù)吸收NO，因被氧氣氧化形成Fe(III)EDTA(乙二胺四乙酸高鐵)使得吸收劑實效，要使得吸收劑能得到循環(huán)利用，就必須采取方法來再生Fe(II)EDTA。一種經(jīng)濟有效的方法就是采用微生物還原絡(luò)合態(tài)的NO，氮氧化物被還原成N2并再生出Fe(II)EDTA，其中的關(guān)鍵就在于篩選出具有高效還原Fe(II)EDTA-NO能力的菌株。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明之目的是提供一種還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株及其用途。
還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株是嗜中溫假單胞菌(Pseudomonas sp.)，其保藏編號為CGMCC No.1753，為桿狀，單個排列，直徑0.6～2.5μm，不產(chǎn)生鞘或突起物，無芽孢，2～3根鞭毛成束，極生，革蘭氏染色陰性。菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明。以絡(luò)合態(tài)一氧化氮的為電子受體的菌株。
還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株用于還原煙氣脫氮處理過程中形成的Fe(II)EDTA-NO(乙二胺四乙酸亞鐵一氧化氮)和用于還原煙氣脫氮處理過程中形成的Fe(III)EDTA(乙二胺四乙酸高鐵)。
本發(fā)明利用生物法再生煙氣脫氮系統(tǒng)中的Fe(II)EDTA溶液。在Fe(II)EDTA絡(luò)合吸收氮氧化物(NOx)去除過程中，F(xiàn)e(II)EDTA與NO絡(luò)合后形成的Fe(II)EDTA-NO，通過添加適量的碳源，經(jīng)過篩選分離得到的菌株能以Fe(II)EDTA-NO為電子受體，并最終將Fe(II)EDTA-NO還原為N2，同時再生出Fe(II)EDTA，并使其在絡(luò)合吸收過程中能得以循環(huán)利用。本發(fā)明菌種在還原煙氣脫氮處理中形成的Fe(II)EDTA-NO具有生物還原效率高、NO的處理負(fù)荷高、生物活性高優(yōu)點。同時該菌種能還原煙氣脫氮處理中因煙氣中氧氣氧化形成的Fe(III)EDTA，縮短了生物再生Fe(II)EDTA周期。
具體實施例方式
還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株為桿狀，單個排列，直徑0.6～2.5μm，不產(chǎn)生鞘或突起物，無芽孢，2～3根鞭毛成束，極生，革蘭氏染色陰性。菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明。以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體的菌株。根據(jù)其生理生化特性，對照《伯杰細(xì)菌鑒定手冊》、《細(xì)菌分類基礎(chǔ)》和《常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊》，并經(jīng)過16sRNA基因序列比對確定該菌株為嗜中溫假單胞菌(Pseudomonas sp.)菌種的選育將取自生活污水處理廠反硝化池的活性污泥進行反硝化菌富集，之后用含絡(luò)合態(tài)一氧化氮的選擇性培養(yǎng)基進行馴化，將馴化得到的菌液制備成菌懸液，以10-4到10-8稀釋倍數(shù)涂布于固體選擇培養(yǎng)基平板，放入真空干燥器中，以氮氣替換干燥器中的空氣，得到局部厭氧環(huán)境，最后連真空干燥器一起放入40℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)七天，挑選單菌落，經(jīng)多次平板劃線純化，得到還原Fe(II)EDTA-NO的優(yōu)勢菌株，以凍干管形式冷凍保存。該菌種Pseudomonas sp.保存在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，北京市海淀區(qū)中關(guān)村北一條13號，中國科學(xué)院微生物研究所，保藏日期2006年7月7日，保藏編號1753。
本發(fā)明菌種細(xì)胞為桿狀，單個排列，直徑0.6～2.5μm，不產(chǎn)生鞘或突起物，無芽孢，2～3根鞭毛成束，極生，革蘭氏染色陰性。菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明。以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體的菌株。
在第一個方面，本發(fā)明的特征是一種能夠?qū)e(II)EDTA-NO還原為N2并再生出游離Fe(II)EDTA的桿狀兼性厭氧菌，是一種能以絡(luò)合態(tài)NO為電子受體的嗜中溫假單胞菌。
在第二個方面，本發(fā)明的特征是在特定組分的平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)七天后，菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明。
1000ml液體選擇性培養(yǎng)基中成分如下葡萄糖1500mg，K2HPO4·3H2O 1000mg，KH2PO4625mg，Na2SO370mg，MgCl2100mg，CaCl22mg，MnSO40.5mg，Na2MoO40.1mg，CuSO4·5H2O 0.1mg，10mmol Fe(II)EDTA-NO，固體選擇性培養(yǎng)基在液體選擇性培養(yǎng)基基礎(chǔ)上加瓊脂1.5～2.0％。
將保藏的菌種活化后接種到裝有培養(yǎng)基的50ml封口錐形瓶中，在30～60℃條件下，搖床轉(zhuǎn)速為100～300rpm，改變初始的Fe(II)EDTA-NO濃度以及細(xì)菌接種量，獲得不同F(xiàn)e(II)EDTA-NO初始濃度和細(xì)菌接種量下對Fe(II)EDTA-NO的還原效果。操作條件細(xì)菌接種量40～300mg/L，溫度30～60℃，初始pH值為5～8，F(xiàn)e(II)EDTA-NO初始濃度1～20mmol/L；Fe(II)EDTA-NO可以完全被還原。
實施例1假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2具有以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體的特性，將保藏的假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2活化后，接種120mg/L到裝有培養(yǎng)基的50ml封口錐形瓶中，添加6mmol/L Fe(II)EDT-NO以及1000mg/L的葡萄糖，在溫度為40℃，搖床轉(zhuǎn)速為140rpm，初始pH值為6～8的條件下，13個小時后，F(xiàn)e(II)EDTA-NO被100％還原，生物還原負(fù)荷約為2.13mmol NO/(gcell h)，使得Fe(II)EDTA溶液能夠得到有效的再生，在煙氣脫氮處理過程中得以循環(huán)利用。
實施例2假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2具有以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體的特性，將保藏的假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2活化后，接種160mg/L到裝有培養(yǎng)基的50ml封口錐形瓶中，添加13mmol/L Fe(II)EDTA-NO以及1000mg/L的葡萄糖，在溫度為40℃，搖床轉(zhuǎn)速為140rpm，初始pH值為6～8的條件下，46個小時后，F(xiàn)e(II)EDTA-NO被100％還原，生物還原負(fù)荷約為1.77mmolNO/(gcell h)(g細(xì)胞h)，使得Fe(II)EDTA溶液能夠得到有效的再生，并在煙氣脫氮處理過程中得以循環(huán)利用。
實施例3假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2具有既能以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體又能以Fe(III)EDTA的特性，將保藏的假單胞菌(Pseudomonas sp.)DN-2活化后，接種160mg/L到裝有培養(yǎng)基的50ml封口錐形瓶中，添加8mmol/LFe(II)EDTA-NO、6mmol/LFe(III)EDTA以及1000mg/L的葡萄糖，在溫度為40℃，搖床轉(zhuǎn)速為140rpm，初始pH值為6～8的條件下，35個小時后，F(xiàn)e(II)EDTA-NO被100％還原，F(xiàn)e(II)EDTA-NO生物還原負(fù)荷約為1.43mmol NO/(gcell h)，同時有60％的Fe(III)EDTA被還原，F(xiàn)e(III)EDTA生物還原負(fù)荷為0.64mmolFe(III)/(gcell h)；Fe(II)EDTA總再生負(fù)荷為2.07mmol Fe(II)/(gcell h)，使得Fe(II)EDTA溶液能夠得到有效的再生，并在煙氣脫氮處理過程中得以循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1.一種還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的細(xì)菌菌株，其特征在于它是嗜中溫假單胞菌(Pseudomonas sp.)，其保藏編號為CGMCC No.1753，為桿狀，單個排列，直徑0.6～2.5μm，不產(chǎn)生鞘或突起物，無芽孢，2～3根鞭毛成束，極生，革蘭氏染色陰性。菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明。以絡(luò)合態(tài)一氧化氮為電子受體的菌株。
2.一種如權(quán)利要求1所述的還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株的用途，其特征在于用于還原煙氣脫氮處理過程中形成的Fe(II)EDTA-NO。
3.一種如權(quán)利要求1所述的還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的的細(xì)菌菌株的用途，其特征在于用于還原煙氣脫氮處理過程中形成的Fe(III)EDTA。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種還原絡(luò)合態(tài)一氧化氮的細(xì)菌菌株及其用途。它是嗜中溫假單胞菌(Pseudomonas sp.)，為桿狀，單個排列，直徑0.6～2.5μm，不產(chǎn)生鞘或突起物，無芽孢，2～3根鞭毛成束，極生，革蘭氏染色陰性。菌落為乳白色，圓形、邊緣整齊、光滑、濕潤、有粘性、略有光澤、不透明，以絡(luò)合態(tài)NO為最終電子受體的菌株。本發(fā)明之目的是利用生物法再生煙氣脫氮系統(tǒng)中的Fe(II)EDTA溶液。在Fe(II)EDTA絡(luò)合吸收氮氧化物(NO
文檔編號B01D53/84GK1912103SQ20061005311
公開日2007年2月14日 申請日期2006年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月24日
發(fā)明者李偉, 張士漢, 吳成志, 荊國華, 施耀 申請人:浙江大學(xué)