一种还原三价铁的细菌菌株及其用途制造技术

本发明专利技术公开了一种还原三价铁的细菌菌株及其用途。它是嗜中温克雷伯氏菌（Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ　　Ｔｒｅｖｉｓａｎ　　ｓｐ．），为杆状，单个、成对或短链状排列，无芽孢，不运动，有夹膜，革兰氏染色阴性；兼性厌氧菌，以三价铁为最终电子受体的菌株。本发明专利技术用生物法再生Ｆｅ（Ⅱ）ＥＤＴＡ溶液。在Ｆｅ（Ⅱ）ＥＤＴＡ络合吸收液络合吸收ＮＯｘ过程中，部分Ｆｅ（Ⅱ）ＥＤＴＡ被氧化为Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ，通过添加适量的碳源，经过筛选分离得到的菌株能以三价铁为最终电子受体，并最终将Ｆｅ（Ⅲ）ＥＤＴＡ还原为Ｆｅ（Ⅱ）ＥＤＴＡ，使得Ｆｅ（Ⅱ）ＥＤＴＡ溶液得到再生，并使其在络合吸收过程中能得以循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及还原三价铁的细菌菌株及其用途。
技术介绍
随着工业化进程的高速发展，从矿物燃料燃烧产生烟气所含大量氮氧化物(NOX)的排放是导致酸雨、光化学烟雾等一系列严重空气污染问题的主要原因之一。NOx主要来源于燃料燃烧过程和各种工业生产过程，其中90％以上来自于燃料燃烧。随着其排放量的逐渐增加和人们对环境质量要求的不断提高，许多国家都制定了比较严格的NOx排放法规。由于烟气排放量大，且烟气中NOx的主要成分NO(占95％)在水中的溶解度很低，增加了其处理难度。现有的一些烟气脱氮技术存在着经济成本高、产生二次污染或处理效率低等缺陷。因而烟气脱氮技术的发展是继烟气脱硫之后所面临的又一亟待解决的重大课题。烟气脱氮技术尽管研究了许多年，目前国内外研究或使用的烟气脱氮技术主要有选择性催化还原(SCR)，选择性非催化还原(SNCR)，吸附法，等离子去除法，吸收法，生物法等。至今，在国际上仅NH3的选择催化还原(SCR)及非催化还原技术(SNCR)得到了一定规模的工业化应用。但这两种技术依然存在明显缺点①投资运行费高，NH3是一种有毒腐蚀性气体，存储和运输麻烦，对管路设备要求高，造价昂贵，②容易造成NH3二次污染。③易泄漏，NH3还可能与烟道气中的SO2反应，形成腐蚀性的NH4HSO4，④NH3的还原不完全，易产生有毒且温室效应强的N2O，⑤催化剂易失效，催化剂也可能被烟气中的粉状细粒堵塞，而使其投资和日常操作费用偏高，⑥操作温度范围窄等。利用生物技术处理废气的研究始于上世纪80年代初期，由于其具有投资运行成本低、无二次污染等优点，这一方法已成为世界各国工业废气净化研究的热点课题之一。但由于NO在水溶液中的低溶解性，虽然微生物还原速率快，但受到气液传质速率的限制，实际净化效率并不高。络合吸收法是上世纪80年代发展起来的一种同时烟气脱氮新方法，络合吸收法利用液相络合吸收剂直接同NO反应，从而使NO易于从气相转入液相，大大加快了气-液传质速率。该法特别适用于处理主要含NO的燃煤烟气，在实验装置中可以达到90％或更高的NO脱除率。亚铁络合吸收剂可以作为添加剂直接加入石灰石膏法烟气脱硫的浆液中，只需在原有的脱硫设备上稍加改造，就可以实现同时脱除SO2和NOx。但吸收剂再生的问题一直束缚着这一技术的进一步发展，其中最主要的就是络合吸收剂Fe(II)EDTA(乙二胺四乙酸亚铁)的再生问题，在吸收过程中Fe(II)EDTA会被烟气中的氧气所氧化，而氧化生成的Fe(III)EDTA(乙二胺四乙酸铁)不能络合吸收NO，从而使得吸收剂失效。所以要使得吸收剂能得到循环利用，就必须采取方法来再生Fe(II)EDTA。一种有效而且环保的方法就是采用微生物去再生Fe(II)EDTA，而其中的关键就在于筛选出具有高效还原Fe(III)EDTA能力的菌株。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种还原三价铁的细菌菌株及其用途。该还原三价铁的细菌菌株为杆状，单个、成对或短链状排列，直径1.0～3.0μm，无芽孢，不运动，有夹膜，革兰氏染色阴性；菌落为乳白略带黄色，圆形、边缘整齐、较隆起、湿润、有粘性、略有光泽、不透明；兼性厌氧菌，以三价铁为最终电子受体。根据其生理生化特性，对照《伯杰细菌鉴定手册》、《细菌分类基础》和《常见细菌系统鉴定手册》，确定该菌株为嗜中温克雷伯氏菌属(Klebsiella Trevisan sp.)。它用于还原在烟气脱氮处理中生成的Fe(III)EDTA。本专利技术用生物法再生Fe(II)EDTA溶液。在Fe(II)EDTA络合吸收液络合吸收NOx过程中，部分Fe(II)EDTA被氧化为Fe(III)EDTA，通过添加适量的碳源，经过筛选分离得到的该菌株能以三价铁为最终电子受体，并最终将Fe(III)EDTA还原为Fe(II)EDTA，使得Fe(II)EDTA溶液得到再生，在络合吸收法脱氮处理过程中能得以循环利用。具体实施例方式菌种的选育将取自生活污水处理厂反硝化池的活性污泥进行反硝化菌富集，之后用选择性培养基进行驯化，将驯化得到的菌液制备成菌悬液，以10-4到10-8稀释倍数涂布于固体选择培养基平板，放入真空干燥器中，以氮气替换干燥器中的空气，得到局部厌氧环境，最后连真空干燥器一起放入40℃恒温培养箱中培养七天，挑选单菌落，经多次平板划线纯化，得到还原Fe(III)EDTA的优势菌株。以冻干管形式冷冻保存。该菌种Klebsiella Trevisan sp.保存在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，北京市海淀区中关村北一条13号，中国科学院微生物研究所，保藏日期2005年9月27日，保藏编号1467。本专利技术菌种细胞为杆状，单个、成对或短链状排列，直径1.0～3.0μm，无芽孢，不运动，有夹膜，革兰氏染色阴性；菌落为乳白略带黄色，圆形、边缘整齐、较隆起、湿润、有粘性、略有光泽、不透明；兼性厌氧菌，以三价铁为最终电子受体。在第一个方面，本专利技术的特征是一种能够将Fe(III)EDTA还原为Fe(II)EDTA的杆状兼性厌氧菌，是一种能以Fe(III)为最终电子受体的嗜中温克雷伯氏菌。在第二个方面，本专利技术的特征是在特定组分的平板培养基上培养七天后，菌落为乳白略带黄色，圆形、边缘整齐、较隆起、湿润、有粘性、略有光泽、不透明。1000ml液体选择性培养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(III)EDTA，1000mg NH4Cl. 固体选择性培养基在液体选择性培养基基础上加琼脂1.5～2.0％将保藏的菌种活化后接种到装有培养基的50ml封口锥形瓶中，在30～60℃条件下，摇床转速为100～300rpm，改变初始的Fe(III)EDTA以及细菌接种量，获得不同Fe(III)EDTA初始浓度和细菌接种量下对Fe(III)EDTA的还原效果。操作条件细菌接种量40～300mg/L，温度30～60℃，初始pH值为5～8，Fe(III)EDTA初始浓度1mmol/L～50mmol/L，Fe(III)EDTA的平均还原率达到50％～80％。实施例1此种菌具有以三价铁为最终电子受体的特性，将保藏的菌种活化后，接种120mg/L到装有培养基的50ml封口锥形瓶中，添加12mmol/L Fe(III)EDTA以及1000mg/L的葡萄糖，在温度为40℃，摇床转速为140rpm，初始pH值为6～8的条件下，13个小时后，Fe(III)EDTA有70％被还原为Fe(II)EDTA，处理负荷约为5.4mmol Fe(III)EDTA/(h·g细菌)，使得Fe(II)EDTA溶液能够得到有效的再生，在烟气脱氮处理过程中得以循环利用。实施例2此种菌具有以三价铁为最终电子受体的特性，将保藏的菌种活化后，接种200mg/L到装有培养基的50ml封口锥形瓶中，添加6mmol/L Fe(III)EDTA以及1000mg/L的葡萄糖，在温度为40℃，摇床转速为140rpm，初始pH值为6～8的条件下，5.5个小时后，Fe(III)EDTA的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种还原三价铁的细菌菌株，其特征在于它是嗜中温克雷伯氏菌（ＫｌｅｂｓｉｅｌｌａＴｒｅｖｉｓａｎｓｐ．），其保藏编号为：ＣＧＭＣＣＮｏ．１４６７，为杆状，单个、成对或短链状排列，直径１．０～３．０μｍ，无芽孢，不运动，有夹膜，革兰 氏染色阴性；菌落为乳白略带黄色，圆形、边缘整齐、较隆起、湿润、有粘性、略有光泽、不透明；兼性厌氧菌，以三价铁为最终电子受体的菌株。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，施耀，荆国华，吴成志，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]