专利名称：一种具有硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及微生物领域，具体地，本发明涉及一种具有硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌及其应用。
背景技术：
随着工业的不断发展，化工、味精、制药、糖蜜酒精、制革、造纸等领域在生产过程中排放出大量含硫酸盐(SO42-)的高浓度有机废水。对于此类废水，目前一般采用微生物厌氧处理方法，其中硫酸盐还原菌(sulfate reducing bacteria，SRB)起着重要作用，微生物厌氧处理原理主要是利用严格厌氧的硫酸盐还原菌将S042_还原为H2S等硫化物，核心催化功能在SRB。据不完全统计，SRB已有脱硫弧菌(Desulfovibrio)、脱硫肠状菌 (Desulfotomaculum)和脱硫单胞菌(Desulfomonas)等12个属近40多个种。国内外学者对硫酸盐还原菌研究做了大量的工作，包括SRB的分离及筛选、生态分布特性、毒理学研究及其污染与防治方法、处理工艺及反应器等。但具硫酸盐还原能力的柠檬酸杆菌鲜有报道。 1932年，由werkman等将一群能利用柠檬酸盐和发酵乳糖的大肠杆菌进行了重新分类，首次单独列为柠檬酸杆菌属，其模式菌株为弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii)到目前为止，根据生理生化和分子生物学的鉴定，柠檬酸杆菌属共有13个种。由于传统SRB大多数为严格厌氧菌，且菌体浓度较低，所以对污水处理工艺要求较为严格。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种能够高效还原废水中硫酸盐的柠檬酸杆菌Citrobacter sp. strain HCSR，该菌在好氧与厌氧条件下均可生长，且在厌氧条件下具有硫酸盐还原功能。本发明的另一个目的是提供上述柠檬酸杆菌Citrobacter sp. strain HCSR在处理高浓度硫酸盐废水中的应用。本发明的柠檬酸杆菌Citrobacter sp. strain HCSR于2010年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，其简称CGMCC，保藏编号为 CGMCCN0. 4660。本发明从采自天津造纸厂造纸废水排污口污泥中筛选得到纯菌株Citrobacter sp. strain HCSR。在培养过程中发现，菌落早期为白色小菌落，后由于菌体还原硫酸盐产生硫化氢，硫化氢和亚铁离子结合产生硫化亚铁沉淀，使菌落逐渐变为黑色，表面凸起，直径约Imm 3mm。菌株HCSR在相差显微镜下观察，细胞大小和形态一致，菌体为杆状，稍有弯曲，两端钝圆，能运动，菌体宽度在0. 6 μ m 0. 8 μ m，长度在1. 8 μ m 3. 3 μ m之间。电镜观察显示细胞呈弧状，有极生单鞭毛。菌株HCSR革兰氏反应呈阴性，没有观察到有芽孢形成，接触酶阳性，氧化酶阴性。综合对菌株HCSR的生理生化特性以及16S rRNA基因测序结果，可以确定本发明分离纯化得到的菌株为Citrobacter sp. strain HCSR。
在本发明的实施例从，从以下几个方面考察了上述柠檬酸高效脱硫菌株处理高浓度硫酸盐废的性能1、以乙醇作碳源考察不同S042_对菌株HCSR硫酸盐去除率的影响，在富集培养基的基础上做以下改动蛋白胨lg，酵母浸出汁lg，用氯化亚铁代替硫酸亚铁，硫酸盐用硫酸盐贮备液，其余均不变。2、模拟不同废水组分，在培养基中加入一定量的S042_，Zn2+，Cr3+，Cu2+，以的接种量接种培养24h的菌液，然后接入硫酸盐还原_硫化物氧化气升式复合生物脱硫反应器中，启动反应器。3、反应器运行期间，每隔Id测定出水pH、氧化还原电位(ORP)、碱度、S2_、S042_以及Cu2+、Zn2+和Cr3+含量。S042—采用离子色谱(ICS-900，Dionex)，S2—采用硫离子选择电极电位滴定法，重金属采用6000r ^irT1离心15min，0. 45 μ m滤膜抽滤后，原子吸收光谱测定 (S0LAAR-M6, Thermo)。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果1、本发明筛选到的柠檬酸杆菌Citrobacter sp. strain HCSR为兼性菌，相对于现有SRB严格厌氧培养条件，具有在好氧条件下生长迅速，厌氧条件下有硫酸盐还原能力的特性，易于培养且降低处理工艺难度。2、本发明通过采用好氧&厌氧——双阶段培养法大大提高柠檬酸杆菌硫酸盐去除能力，7天内去除S042_最大含量从2. 85g/L提高到6g/L，充分发挥了该菌株兼性厌氧的生理特性，从而使该菌株能够在硫酸盐废水的治理中得到广泛应用。
图1为本发明的柠檬酸杆菌HCSR在厌氧、好氧，双阶段培养条件下7日内硫酸盐脱除情况。图2为硫酸盐还原_硫化物氧化耦合气升式生物脱硫反应器工艺流程图。本发明的柠檬酸杆菌Citrobacter sp. HCSR于2010年3月15日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心(北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，100101)，保藏编号为CGMCC NO. 4660。
具体实施例方式实施例1高效脱硫柠檬酸杆菌的筛选1、取样品采自天津造纸厂造纸废水排污口污泥，将样品沉淀48小时后取上清液以1 %接入SRB分离纯化培养基(分离纯化培养基=MgCl2 · 6H20 0. 4g，NH4Cl 1. 0g, Na2S043. 0g, Yeast extracts 1. Og, K2HPO4O. 5g, CaCl2 · 2H20 0. 05g，乳酸钠 3. 0g，维生素 C(10g/L)10mL, FeSO4 (5g/L) 10mL。所有成分加入到去离子水，定容至1L，充分混合，加热至沸腾，然后冷却至室温，充氮气后IX IO5Pa灭菌，pH为7. 5。液体培养基在氮气下分装至具胶塞的厌氧管后密封，固体培养基加1. 5%的琼脂粉。)2、置于厌氧工作站(RUSKINN Bugbox)富集，以亚铁离子做指示剂，待培养基变黑后涂平板分离，平板置于恒温培养箱中30°C培养。约4d左右，长出黑色菌落，挑取单菌落划线分离，2 3次后获得纯菌株Citrobacter sp. HCSR0
实施例2柠檬酸杆菌HCSR的生理生化鉴定对实施例1得到的高效硫酸盐还原菌株进行一系列性质鉴定，得到结果如下表1 表1菌株HCSR形态观察及生理生化鉴定结果
权利要求
1.一种具有硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌(Citrobacter sp. strain HCSR)，其保藏编号为 CGMCC NO. 4660。
2.根据权利要求1所述的柠檬酸杆菌，其特征在于，其16SrDNA序列如SEQID No. 1所示。
3.权利要求1所述具有硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌在废水处理中的应用。
全文摘要
本发明涉及微生物领域，具体地，本发明涉及一种具有硫酸盐还原功能的柠檬酸杆菌及其应用，保藏编号为CGMCC NO.4660。本发明筛选到的柠檬酸杆菌Citrobacter sp.strain HCSR为兼性菌，相对于现有SRB严格厌氧培养条件，具有在好氧条件下生长迅速，厌氧条件下有硫酸盐还原能力的特性，7天内去除SO42-最大含量从2.85g/L提高到6g/L，充分发挥了该菌株兼性厌氧的生理特性，易于培养且降低处理工艺难度，从而使该菌株能够在硫酸盐废水的治理中得到广泛应用。
文档编号C02F101/10GK102220259SQ201110100429
公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者周威, 宋子煜, 李强, 李望良, 王丹, 邢建民 申请人:中国科学院过程工程研究所