蜡样芽孢杆菌在水中除铬脱硫的方法和用途

本发明属于水处理，特别是涉及蜡样芽孢杆菌除去水中除铬脱硫的方法和用途。

背景技术：

1、近年来，生物脱硫技术作为一种环保且低成本的脱硫技术越来越受到关注，与其他化学方法相比较，生物脱硫技术具备反应温和、设备简单、处理费用低、无二次污染等优点，是极具发展前景的脱硫技术，可广泛应用于天然气脱硫、沼气脱硫以及烟道气脱硫等。利用生物法处理硫化物的主要研究方向有两类：一类产物为硫酸盐，另一类产物为单质硫。但硫酸盐容易被硫酸盐还原菌还原，进而生成硫化氢，反而适得其反造成了二次污染，所以对硫酸盐进行其他方式的处理，转化成单质硫的同时降低了硫化物的污染，并对单质硫进行回收，创造更大的价值，因而更受研究者关注，也是目前生物法研究的热点。

2、同时利用纯种微生物对单一或混合重金属体系中的重金属吸附已取得突破性进展，研究领域已渗透到分子生物学、生物化学、环境化学等多个领域，且微生物治理重金属污染的同时还可以通过生物淋滤等方式来回收贵金属，微生物已然成为重金属治理领域的研究热点之一。针对这两项典型环境污染物，如果能够在治理硫污染的同时，治理重金属，那么将会是一项重大的突破。其内在机制还有待深入探究，以为经济有效的将微生物用于生物治理和生物修复提供充足的理论依据。自然生成和人为制造是废水中硫化物的主要来源。硫酸盐还原菌将高价硫还原为低价硫，同时造成了水中无机硫与有机硫含量的同时增高，其主要原因是生物的同化反应与异化反应，及同化反应是将氧化态的硫元素还原为巯基用于生物大分子的合成，异化反应则是将氧化态的硫元素还原为硫化氢的过程。人为造成水中硫化氢含量的增加主要是现代化工业快速发展，石油的开采和炼制，造纸技术的革新，化肥农药的生产，煤炭的脱硫净化，化学工艺的不断开发，造成了以溶解性h2s、hs-、s2-的形式存在于工业废水中，这位其在水溶液中发生电离反应相互转化提供了物质。

3、同时我国电镀行业中镀锌加工量位居第一，而镀锌的钝化大多数采用铬盐，同时，在铜件酸洗、镀铜层的退除、铝件钝化、铝件电化学抛光、铝件氧化后的钝化等作业中也广泛使用铬酸盐，加之镀铬也占电镀行业的一大部分，所以含铬废水是电镀废水的主要组成之一。

4、cr(vi)主要以cro42-和cr2o72-的形式存在，有很强的氧化性，极易溶于水，cro42-可以轻易从细胞膜上特定通道进入细胞内，并被胞内谷胱甘肽、抗坏血酸盐和柠檬酸盐等物质还原，生成cr(iii)化合物，然后与dna链结合，造成碱基对错配，导致突变和致癌。

5、蜡样芽孢杆菌(bacillus cereus fnxj1-2-3，cgmcc no.9683)是由本课题组筛选并已获授权2件发明专利(zl201510291867.1，zl201610427381.0)。研究表明，这由该菌株组成的生物淋滤剂能在用铝型材镀镍污泥(镍含量为20mg/l～1000mg/l，铝含量为镍含量的5～10倍)与培养液配制的反应液中生长，生物淋滤剂可以耐受ph为4.0～7.0的酸碱度，在好氧条件下的镍富集率最高可达78.6％；在厌氧条件下的富镍率最高达63.2％。这说明，在高酸度条件以及厌氧或好氧条件下，生物淋滤剂均表现出了优良的镍富集能力和生长活性。因此，该生物淋滤剂在铝型材镀镍污泥的生物净化、在制备用于铝型材镀镍污泥的生物降解剂或工程菌中具有良好的应用前景。

技术实现思路

1、本发明的研究人员研究发现，该菌株还具有良好的产电能力和脱硫能力，有望成为除铬脱硫的优良菌株。

2、本发明的第一方面在于公开蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的用途。

3、在本发明的一些实施方式中，所述蜡样芽孢杆菌为bacillus cereus fnxj1-2-3，保藏编号为cgmcc no.9683。

4、在本发明的一些实施方式中，所述硫为硫离子。

5、在本发明的一些实施方式中，所述铬离子包括铬酸根和重铬酸根中的至少一种。

6、本发明的第二方面在于公开利用蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的方法，包括在含硫或含铬和硫的水中培养蜡样芽孢杆菌的步骤。

7、在本发明的一些实施方式中，还包括加入所述蜡样芽孢杆菌的培养基的步骤。

8、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的温度为20-40℃。

9、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的温度为30-40℃。

10、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的温度为35℃。

11、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的ph为5.5-7.5。

12、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的时间为4-24h。

13、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的时间为12-24h。

14、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的接种量为(2-7)×109个/ml。

15、在本发明的一些实施方式中，所述培养蜡样芽孢杆菌的接种量为(5-7)×109个/ml。

16、在本发明的一些实施方式中，所述蜡样芽孢杆菌的培养基包括碳源、氮源、磷源，ph为7-8。

17、在本发明的一些实施方式中，所述蜡样芽孢杆菌的培养基的碳源为naac。

18、在本发明的一些实施方式中，所述蜡样芽孢杆菌的培养基的氮源为kno3和nh4cl。

19、在本发明的一些实施方式中，所述蜡样芽孢杆菌的培养基的磷源为na2hpo4和kh2po4。

20、在本发明的一些实施方式中，所述naac的在整个培养体系中的浓度为0.7-0.9g/l。

21、在本发明的一些实施方式中，所述kno3在整个培养体系中的浓度为0.7-0.9g/l，所述nh4cl在整个培养体系中的浓度为0.5-0.7g/l。

22、在本发明的一些实施方式中，所述na2hpo4在整个培养体系中的浓度为1.0-1.5g/l，所述kh2po4在整个培养体系中的浓度为1.5-2.0g/l。

23、在本发明的一些实施方式中，还包括充入氮气以去除氧气的步骤。

24、在本发明的一些实施方式中，所述硫在整个培养体系中的浓度为25-100g/l。

25、在本发明的一些实施方式中，所述铬在整个培养体系中的浓度为20-40g/l。

26、技术效果：

27、本发明的利用蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的方法，利用筛选得到并保藏的蜡样芽孢杆菌bacillus cereus fnxj1-2-3(保藏编号为cgmcc no.9683)，添加包括naac为碳源，kno3和nh4cl为氮源，na2hpo4和kh2po4为磷源的培养基，并充入氮气以去除氧气后培养，优化了培养温度、培养时间、接种量、培养基各组分的浓度。

28、本发明的蜡样芽孢杆菌可以有效去除水中的硫和铬。

技术特征：

1.蜡样芽孢杆菌在水中脱硫的用途，优选还包括除铬的用途。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于，所述蜡样芽孢杆菌为bacillus cereusfnxj1-2-3，保藏编号为cgmcc no.9683。

3.根据权利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述硫为硫离子；

4.一种利用蜡样芽孢杆菌在水中脱硫或除铬及脱硫的方法，其特征在于，包括在含硫或含铬和硫的水中培养蜡样芽孢杆菌的步骤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括加入所述蜡样芽孢杆菌的培养基的步骤。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述培养蜡样芽孢杆菌的温度为20-40℃，优选为30-40℃，进一步优选为35℃；

7.根据权利要求4-6任一所述的方法，其特征在于，所述蜡样芽孢杆菌的培养基包括碳源、氮源、磷源，ph为7-8；

8.根据权利要求4-7任一所述的方法，其特征在于，所述naac的在整个培养体系中的浓度为0.7-0.9g/l；

9.根据权利要求4-8任一所述的方法，其特征在于，还包括充入氮气以去除氧气的步骤。

10.根据权利要求4-9任一所述的方法，其特征在于，所述硫在整个培养体系中的浓度为25-100g/l；

技术总结
本发明公开了蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的用途和利用蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的方法，属于污水处理技术。本发明的利用蜡样芽孢杆菌在水中脱硫及除铬和脱硫的方法，利用筛选得到并保藏的蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus FNXJ1‑2‑3(保藏编号为CGMCC No.9683)，添加包括NaAC为碳源，KNO<subgt;3</subgt;和NH<subgt;4</subgt;Cl为氮源，Na<subgt;2</subgt;HPO<subgt;4</subgt;和KH<subgt;2</subgt;PO<subgt;4</subgt;为磷源的培养基，并充入氮气以去除氧气后培养，优化了培养温度、培养时间、接种量、培养基各组分的浓度。本发明的蜡样芽孢杆菌可以有效去除水中的硫和铬。

技术研发人员：李朝霞,邹佳华,殷超,徐达,丁成,于云江,远野,张麓岩
受保护的技术使用者：盐城工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13