專利名稱：一種耐堿性排硫硫桿菌及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物脫硫領域，具體地，本發(fā)明涉及一種耐堿性排硫硫桿菌及其應用。
背景技術：
硫氧化菌是一類從硫化合物氧化中獲取能量的微生物，在限制氧氣的條件下，可以將硫化物選擇性氧化為單質硫?；诹蜓趸x擇性氧化硫化物為單質硫的特性開發(fā)了生物脫硫技術，用于含硫化氫氣體或含硫化物廢水的脫硫。有機廢水、餐余垃圾、農業(yè)秸桿等有機廢棄物經厭氧消化產生沼氣，沼氣的主要成分為甲烷，與天然氣的主要成分相同，僅含量低于天然氣標準。經過凈化處理，沼氣可制成生物天然氣，氣體質量達到或超過管道天然氣標準。沼氣含O. 1-3%的硫化氫，硫化氫是一種劇毒、強腐蝕氣體，天然氣國家標準中對硫化氫含量有著嚴格要求，天然氣國家標準《GB17820-1999天然氣》規(guī)定一類天然氣的硫化氫含量不得高于6mg/m3。因此，沼氣脫硫是沼氣制取生物天然氣的最關鍵工藝。傳統(tǒng)沼氣脫硫工藝，常以氧化鐵法脫除硫化氫，不但存在吸 附劑再生困難，而且存在產生硫化鐵二次污染的問題。生物脫硫以硫氧化菌氧化硫化物，并以硫磺的形式回收硫，實現硫化物無害化和資源化處理，被認為沼氣脫硫綠色清潔新工藝。硫化氫是酸性氣體，堿性溶液吸收容量大。硫化氫有強生物毒性，硫化物在水中會轉化為硫化氫，轉化率與溶液pH值有關。pH值越高，硫化氫轉化率越低。當pH值高于10時，所有硫化物均以無生物毒性的電離狀態(tài)存在。因此，生物脫硫最佳條件為堿性條件。然而，目前，生物脫硫常用硫氧化菌為脫氮硫桿菌和排硫硫桿菌等自養(yǎng)硫氧化菌，該類硫氧化菌均為中性細菌，最適生長條件為PH7. O左右，這與脫硫化氫工藝要求不相符。

發(fā)明內容
本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述問題提出并完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種耐堿性排硫硫桿菌。本發(fā)明的再一目的是提供上述耐堿性排硫硫桿菌的應用。根據本發(fā)明的耐堿性排硫硫桿菌(Thiobacillus thioparus),其保藏編號為CGMCC4826。本發(fā)明提供了上述耐堿性排硫硫桿菌的脫硫應用，優(yōu)選由于沼氣的生物脫硫，制備生物天然氣。本發(fā)明在硫酸鹽反應器的出水中富集耐堿性硫氧化菌。經多次馴化，分離得到一株耐堿性硫氧化菌；在pH7. 0-9. O的范圍內，該菌株具有穩(wěn)定的生物活性和脫硫活性；pH8. O的O. IM碳酸鈉/碳酸氫鈉緩沖液可有效吸收沼氣的硫化氫，形成含硫化物的富液。本發(fā)明的排硫硫桿菌(Thiobacillus thioparus)屬于硫桿菌屬，是該屬的模式菌株。最適生長pH范圍為6. 6-7. 2,在pH4. 5-7. 8之間可生長。排硫硫桿菌是硫桿菌屬中已知唯一一種嚴格自養(yǎng)好氧型中性菌?？衫孟跛猁}和銨鹽為氮源生長，能量獲自一種或多種還原態(tài)的或部分還原的含硫化合物，包括各種硫化物、元素硫、硫代硫酸鹽、連多硫酸鹽和亞硫酸鹽等。在限制氧氣的條件下，可將硫化物不完全氧化為單質硫，實現硫化物脫除和硫回收，因此可被用于硫化物和硫化氫無害化和資源化處理。沼氣中含有硫化氫，硫化氫是一種劇毒、腐蝕性、惡臭氣體。以沼氣制備生物天然氣，必須脫除硫化氫?；诹驐U菌氧化硫化物的生物脫硫技術是一種清潔高效的脫硫化氫方法，但該工藝以堿性吸收液吸收硫化氫，以實現徹底脫除硫化氫。而現有的排硫硫桿菌雖具有高脫硫活性，但對堿性環(huán)境的耐受性差，制約了其在生物脫硫工藝中的應用。本發(fā)明所提供的耐堿性排硫硫桿菌，在堿性條件下(pH7 10)具有穩(wěn)定的生物活性和脫硫活性，因此，對上述含硫化物富液具有良好的處理效果，可以用于沼氣的生物脫硫，制備生物天然氣。


圖I為不同pH值下本發(fā)明的排硫硫桿菌的生長情況。·
圖2為不同pH值下本發(fā)明的排硫硫桿菌的脫硫活性。排硫硫桿菌(Thiobacillus thioparus 916)保藏編號為CGMCC 4826,保藏日期為2011年5月3日，保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，地址北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學院微生物研究所，郵政編碼100101。
具體實施例方式實施例I排硫硫桿菌的分離純化富集培養(yǎng)基(g/L)=Na2S2O3 · 5H20 10. O、NH4Cl O. I、NaHCO3 O. 2、KH2PO4 O. I, pH8. O篩選培養(yǎng)基(g/L)=Na2S2O3 · 5H20 10. O、KNO3 O. 1、0· 2、KH2PO4 O. 1,0. IMNa2CO3/NaHCO3, pH 8. O樣品取自硫酸鹽還原反應器出水，出水中含有硫化物并暴露在空氣中，適宜硫氧化菌生長。樣品在30°C、175rpm條件下經5代富集培養(yǎng),得到硫氧化菌富集培養(yǎng)物。硫氧化菌利用Na2S2O3產生單質硫，脫硫活性越高，菌落越黃越大。因此，在平板固體篩選培養(yǎng)基上，分離篩選菌落大而黃的菌株，以得到高脫硫活性的菌株，該菌株為嚴格自養(yǎng)好氧菌。根據伯杰氏細菌鑒定手冊第八版，經生理生化和形態(tài)學鑒定為排硫硫桿菌(Thiobacillusthioparus)。 實施例2不同pH值下排硫硫桿菌的生長情況培養(yǎng)基(g/L)=Na2S2O3 · 5H20 10. O、KNO3 O. 1、0· 2、KH2PO4 O. 1,0. lMNa2C03/NaHC03緩沖液調pH 值至 6· 0、7· 0、8· 0、9· 0培養(yǎng)條件30°C、175rpm,培養(yǎng)48小時實驗結果如圖I所示，本發(fā)明所述耐堿性排硫硫桿菌菌株的最適生長pH值為7. O。但是，在pH 8. O條件下，平均細胞濃度為pH 7. O的94. 2%。在pH 9. O條件下，平均細胞濃度為PH 7. O的72. 6%。因此，該菌株具有良好的耐堿性。實施例3不同pH值下排硫硫桿菌的脫硫活性培養(yǎng)基(g/L)=KNO3 O. 1、0· 2、KH2PO4 O. 1,0. lMNa2C03/NaHC03 緩沖液，IOmmol/LNa2S · 9H20，調 pH 值至 6. 0、7· 0、8· 0、9· O。自接種時間起，每12小時補加10mmol/T, Na2S · 9H2O0培養(yǎng)條件30°C、175rpm，培養(yǎng)48小時。實驗結果如圖2所示，本發(fā)明所述耐堿性排硫硫桿菌菌株最佳脫硫pH值為8. O。
實施例4沼氣生物脫硫制取生物天然氣厭氧消化產生的沼氣成分為甲烷48. 9-57. I %，二氧化碳32. 1-36. 3%，硫化氫O. 1-0. 2%，產氣速率為 I. 6-2. INm3AL沼氣生物脫硫設備由硫化氫吸收塔和氣升式內循環(huán)生物脫硫反應器組成。吸收液為O. IM Na2C03/NaHC03 緩沖液(2. 862g/L Na2CO3, 7. 56g/L NaHCO3)、0· I g/L KNO3,0. 2g/L KH2PO4,10% HCl 調 pH 至 8. 0。沼氣經脫塵處理后，以4m/S的空速和O. 2Mpa的壓力進入硫化氫吸收塔，Na2CO3/NaHCO3吸收液pH值為7. 0-8. O,液氣比為2_3L/m3。硫化氫吸收塔富液進入氣升式內循環(huán)生物脫硫反應器，硫化物被排硫硫桿菌選擇性氧化為單質硫。單質硫經生物脫硫處理的沼氣，硫化氫脫除率達99. 5%以上，硫回收率達90. 1%以上，單質硫純度達92. 8%以上。處理后的沼氣主要成分為甲烷78. 9-83. 4%、二氧化碳15. 7-19. 3%，再經吸收法或氣體膜分離法脫二氧化碳，可制得甲烷含量大于97%的生物天然氣。
權利要求
1.一種耐堿性排硫硫桿菌，其特征在于，其保藏編號為=CGMCC 4826。
2.權利要求I所述的耐堿性排硫硫桿菌在生物脫硫方面的應用。
3.權利要求I所述的耐堿性排硫硫桿菌在沼氣脫硫方面的應用。
4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，在沼氣脫硫過程中，吸收液為0.IMNa2C03/NaHC03 緩沖液、0. lg/L KNO3>0. 2g/L KH2PO4,調 pH 至 8. O。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物脫硫領域，具體地，本發(fā)明涉及一種耐堿性排硫硫桿菌及其應用。根據本發(fā)明的耐堿性排硫硫桿菌(Thiobacillus thioparus)，其保藏編號為CGMCC 4826。本發(fā)明所提供的耐堿性排硫硫桿菌，在堿性條件下(pH7～10)具有穩(wěn)定的生物活性和脫硫活性，因此，對上述含硫化物富液具有良好的處理效果，可以用于沼氣的生物脫硫，制備生物天然氣。
文檔編號C12N1/20GK102807960SQ20111014962
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權日2011年6月3日
發(fā)明者邢建民, 宋子煜, 李強, 王丹 申請人:中國科學院過程工程研究所