一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法。本發(fā)明所涉及的水管致黑棲熱菌(Thermus?Scotoductus)ZDL1，為從中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心水污染控制實驗室處理含二氧化硫等含硫廢氣的中/高溫生物反應(yīng)器中得到分離菌，該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編號為CGMCC?No.7430。有本發(fā)明制得的含有棲熱菌的活性填料比表面積大，孔隙率高，透氣性好，阻力??；菌細(xì)胞附載量高，不易流失；附載有優(yōu)勢菌棲熱菌ZDL1，具有較高的降解二氧化硫、二硫化碳等含硫惡臭物質(zhì)的效率；并且優(yōu)勢菌的適應(yīng)期短，可以快速開始降解反應(yīng)，應(yīng)用在凈化中/高溫含硫惡臭物質(zhì)的廢氣生物反應(yīng)器中，能夠縮短啟動期。
【專利說明】一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境治理領(lǐng)域，具體涉及一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]在污水處理、污泥干化焚燒、堆肥等過程中，會產(chǎn)生溫度較高(35?100°C)的廢氣，這種中/高溫廢氣成分復(fù)雜，其中二氧化硫是主要的物質(zhì)之一。含有二氧化硫的廢氣逸散到大氣中，隨著空氣的流動擴散到各處，對周圍環(huán)境造成污染，對人體健康產(chǎn)生危害。目前，廢氣的治理引起人們越來越多的關(guān)注，許多國家都制定了相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制廢氣中污染物的排放，并要求企業(yè)在排放前，采取相應(yīng)的治理措施。我國于2001年開始實施的國家《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297-1996)中對33種大氣污染物，例如二氧化硫等污染物的排放限值做出了嚴(yán)格的規(guī)定。
[0003]與其它物理化學(xué)廢氣處理方法相比，生物處理方法因其具有成本低、操作簡便、技術(shù)清潔、無二次污染等優(yōu)點，九十年代以后成為當(dāng)前研究的熱點。生物法的原理是利用微生物的生物氧化作用將廢氣中含硫物質(zhì)轉(zhuǎn)化為硫酸鹽或硫單質(zhì)的過程。生物方法適于處理低濃度、大氣量的廢氣。
[0004]但是，目前常規(guī)的廢氣生物處理技術(shù)都是處理常溫下的物質(zhì)，對高溫廢氣的處理通常采用噴淋冷卻水給廢氣降溫后再處理的方法。這樣，不僅增加了能耗，而且需要處理新產(chǎn)生的大量廢水，加大了處理成本。
[0005]因此，尋找能夠適應(yīng)中/高溫環(huán)境生存的棲熱菌，利用棲熱菌對中/高溫廢氣直接進行處理，無需降溫設(shè)備，從而在達(dá)到廢氣處理要求的同時，簡化處理工藝，降低成本。
[0006]另外，現(xiàn)有技術(shù)中用于處理廢氣的生物反應(yīng)器內(nèi)都填充一定量的載體，微生物附著生長在載體表面處理廢氣。所以，適宜的載體應(yīng)具有一定的表面性質(zhì)，適合微生物的附著和生長。當(dāng)處理的廢氣為中/高溫的含硫氣體時，所用載體還需要具有耐高溫及耐腐蝕的性質(zhì)。常規(guī)的廢氣處理生物反應(yīng)器采用堆肥材料、木片、樹皮等有機物作為載體，這類有機載體比表面積小，不耐溫，易腐爛，壓力損失大，使用壽命短；而火山巖、陶粒、活性炭等惰性載體表面具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，而且能夠耐受較高的溫度。
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0007]本發(fā)明要解決的問題是提供一種能夠處理中/高溫廢氣的含有棲熱菌的活性填料的制備方法。
[0008]具體制備步驟如下:
[0009](I)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備棲熱菌斜面菌種；
[0010]所述的棲熱菌斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉3.0-5.0g, Na2S2O3.5H205.0g,ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.0lg, NaiTCO31.0g,水1000ml，瓊脂 15g, pH 值 6.0-7.5，121°C 滅菌 30min。
[0011](2)菌懸液的制備:分別將步驟(I)制備的棲熱菌斜面菌體按5-20%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.4-0.8g/L棲熱菌菌懸液；
[0012]棲熱菌菌懸液制備方法如下；
[0013]將步驟(I)制備的棲熱菌斜面菌體按5-20%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度55-60°C培養(yǎng)時間36-48h，通風(fēng)量5_200L/min，溶解氧30%，罐壓0.03-0.1OMpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4 V, 2000-8000rpm,離心濃縮5_20min,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋，獲得菌體濃度為0.4-0.8g/L棲熱菌菌懸液；
[0014]所述的棲熱菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為:牛肉粉3.0-5.0g, Na2S2O3.5H205.0g,ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.0lg, NaiTCO31.0g,水1000ml, pH 值 6.0-7.5，121°C 滅菌 30min ；
[0015]所述的棲熱菌無菌營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉3.0-5.0g，KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.0lg, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，121°C 滅菌 30min ；
[0016](3)微生物活性填料的制備:
[0017](a)將步驟⑵制備的微生物菌懸液噴淋到多孔材料的表面；(b)將帶有棲熱菌菌細(xì)胞的耐腐蝕耐高溫多孔材料塊(或顆粒)放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(C)再次向耐腐蝕耐高溫多孔材料表面噴淋微生物菌懸液，獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫?br>
[0018]優(yōu)選的重復(fù)步驟(a)-(c)2_3次，使材料表面以及微孔中均附載有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。
[0019]所述多孔材料為陶粒、顆?；钚蕴?、火山巖、海綿中的一種或多種；
[0020]所述多孔材料密度為0.7-1.0kg/m3,孔隙率為50_96%，粒徑為5_50mm ；
[0021]所述棲熱菌具體為水管致黑棲熱菌(Thermus Scotoductus)ZDL1,該菌株已于2013年4月8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，保藏編號為CGMCCN0.7430，保藏地址:北京市朝陽區(qū)北辰西路I號院3號，中國科學(xué)院微生物研究所，郵編100101 ；
[0022]該菌株特點如下:
[0023]該菌株在LB固體平板上菌落顏色為白色，不透明，形狀不規(guī)則，邊緣光滑，濕潤。菌體呈長桿狀，大小為0.5- 1.5X2.5- 15.0 μ m，無鞭毛和孢子，革蘭氏染色陰性，接觸酶和氧化酶陽性，可以利用硝酸鹽，對青霉素、紅霉素、四環(huán)素、氯霉素和鏈霉素敏感，但具有抗多粘菌素B和利福平特性。最適生長溫度為30-100°C ；
[0024]由該菌制備的填料在體積為0.001-200m3,硫化物的總濃度為30-250ppm，氣體流速為0.05-10000m3/h，凈化溫度為50_65°C，停留時間15s_3min條件下對硫化物的降解效率達(dá)到85%以上。
[0025]所述水管致黑棲熱菌ZDLl以菌懸液的形式附載在填料上；
[0026]所述水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液與耐腐蝕、耐高溫多孔材料的質(zhì)量比為50-300: 10 ；
[0027]所述的棲熱菌活性填料中水管致黑棲熱菌ZDLl的菌體濃度大于106CFU/g(ffiftW4)。
[0028]所述的棲熱菌活性填料進行臭味氣體處理，特別是在降解SO2氣體中的應(yīng)用，具體步驟如下:
[0029](I)將附載有水管致黑棲熱菌ZDLl的微生物活性填料置于一容器中，通入SO2氣體，以SO2氣體為硫源，活化微生物活性填料；活化時間為1-30天；活化溫度45-55°C。
[0030]所述的SO2的濃度為50-200ppm ；
[0031](2)將活化后的微生物活性填料置于生物反應(yīng)器中，通入含硫物質(zhì)的氣體，用水管致黑棲熱菌ZDLl凈化廢氣中的含硫物質(zhì)，微生物活性填料體積為0.001-200m3,硫化物的總濃度為30-250ppm，氣體流速為0.05_10000m3/h，凈化溫度為50_65°C;定期向微生物活性填料表面噴淋營養(yǎng)液維持微生物活性填料的活性，噴淋頻率為1-5天噴淋I次，每次噴淋速度為1.0-200L/min，每次噴淋時間為20_120min ；
[0032]所述的營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉3.0-5.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g，MgCl2.6H200.5g, FeCl2.7H200.0lg, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.0-7.5 ;跟蹤檢測含硫
惡臭物質(zhì)的降解能力。
[0033]本發(fā)明采用氣相色譜法跟蹤檢測含硫化合物；所述的氣相色譜法為:采用安捷倫GC-6890N氣相色譜儀分析測定硫化物濃度，色譜柱為DB-1701毛細(xì)管柱(30mX0.3 2mm X 0.25μπι)，汽化室、FPD檢測器、柱溫分別設(shè)置為100。。、200。。、50。。，進樣量 100 μ L, N2 流速為 1.7mL/min,分流量為 34.6mL/min。
[0034]有益效果:
[0035]1.本發(fā)明的棲熱菌活性填料附載有優(yōu)勢菌水管致黑棲熱菌ZDL1，具有較高的降解二氧化硫、二硫化碳等含硫惡臭物質(zhì)的效率；并且優(yōu)勢菌的適應(yīng)期短，可以快速開始降解反應(yīng)，應(yīng)用在凈化中/高溫含硫惡臭物質(zhì)的廢氣生物反應(yīng)器中，能夠縮短啟動期。
[0036]2.利用沉降、附著和離心等多種力學(xué)的作用，將降解優(yōu)勢菌水管致黑棲熱菌ZDLl附載在耐腐蝕耐高溫多孔材料上，形成微生物活性填料，菌細(xì)胞不僅能夠均勻地附著在填料表面，而且能夠進入填料內(nèi)部的孔中，使微生物活性填料的菌細(xì)胞附載量高，不易從生物反應(yīng)器中流失。
[0037]3.棲熱菌活性填料使用前經(jīng)過活化，可以使生物反應(yīng)器快速啟動。附載的菌細(xì)胞酶活穩(wěn)定，能夠維持長期穩(wěn)定的含硫廢氣的凈化效果。
[0038]4.用于微生物活性填料的載體材料的表面粗糙、多孔，適于菌細(xì)胞附著；比表面積大，透氣性好，阻力小，有利于菌細(xì)胞與廢氣中的含硫物質(zhì)接觸，提高傳質(zhì)效率。
[0039]5.本發(fā)明所使用的填料耐高溫,耐腐蝕,應(yīng)用在凈化中/高溫含硫廢氣的生物反應(yīng)器中，壓力損失小，不易腐爛變形，可以長期使用和適應(yīng)多種復(fù)雜的實際條件。
[0040]6.本發(fā)明所制備的活性填料在硫化物的總濃度為30-250ppm，氣體流速為0.05-10000m3/h，凈化溫度為50_65°C，停留時間15s_3min條件下對硫化物的降解效率達(dá)到85%以上。
【具體實施方式】:
[0041]實施例1:一種脫除含硫物質(zhì)凈化中/高溫含硫廢氣的棲熱菌活性填料的制備方法
[0042](I)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌種；
[0043]斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉3.5g，Na2S2O3.5Η205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.0lg, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，瓊月旨 15g, 121°C滅菌 30min。[0044](2)菌懸液的制備:分別將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0045]水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液制備方法如下；
[0046]將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度60°C培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量50L/min，溶解氧30%，罐壓0.05Mpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4°C, 6000rpm,離心濃縮IOmin,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋,獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0047]液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為牛肉粉3.5g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6H200.5g, FeSO4.4H200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.5，121°C滅菌 30min ；
[0048]無菌營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉3.5g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6H200.5g, FeCl2.7H200.01gjNaHCO3L 0g，水 1000ml，pH 值 6.5，121。。滅菌 30min ；
[0049](3)微生物活性填料的制備:
[0050](a)將步驟⑵制備的微生物菌懸液噴淋到密度為200kg/m3，孔隙率為52%，粒徑為200mm火山巖顆粒表面，菌懸液和火山巖顆粒的比例為100:80 ； (b)將帶有水管致黑棲熱菌ZDLl菌細(xì)胞的火山巖粒顆粒放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(c)再次向火山巖粒顆粒表面噴淋微生物菌懸液，獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫?br>
[0051]重復(fù)步驟(a)_(c)3次，使火山巖粒顆粒表面以及微孔中均附載有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。
[0052]所述的微生物活性填料中水管致黑棲熱菌ZDLl的菌體濃度5.0X IO7CFUZ^Mg3i
粒)。
[0053]實施例2:—種脫除含硫物質(zhì)凈化中/高溫含硫廢氣的水管致黑棲熱菌活性填料的制備方法
[0054](I)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌種；
[0055]斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉4.0g，Na2S2O3.5Η205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，瓊月旨 15g, 121°C滅菌 30min。
[0056](2)菌懸液的制備:分別將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0057]水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液制備方法如下；
[0058]將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度60°C培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量50L/min，溶解氧30%，罐壓0.05Mpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4°C, 6000rpm,離心濃縮IOmin,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋,獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0059]液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為牛肉粉4.0g, Na2S2O3.5H205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.5，121?滅菌 30min ；
[0060]無菌營養(yǎng)液的組成為:牛 肉粉4.0g, Na2S2O3.5H205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.01g, NaHCO3L Og，水 1000ml, pH 值 6.5，121。。滅菌 30min ；
[0061](3)微生物活性填料的制備:
[0062](a)將步驟⑵制備的微生物菌懸液噴淋到密度為1.0kg/m3,孔隙率為85%，粒徑為20mm顆?；钚蕴勘砻?，菌懸液和顆?；钚蕴康谋壤秊?00:15 ； (b)將帶有水管致黑棲熱菌ZDLl菌細(xì)胞的顆?；钚蕴糠湃胄D(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(c)再次向顆?；钚蕴勘砻鎳娏芪⑸锞鷳乙海@得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫?br>
[0063]優(yōu)選的重復(fù)步驟(a)_(c)3次，使顆?；钚蕴勘砻嬉约拔⒖字芯捷d有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。
[0064]所述的微生物活性填料中水管致黑棲熱菌ZDLl的菌體濃度5.0 X 108CFU/g(
炭)°
[0065]實施例3:—種脫除含硫物質(zhì)凈化中/高溫含硫廢氣的棲熱菌活性填料的制備方法
[0066](I)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌種；
[0067]斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉5.0g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6H200.5g, FeSO4.4H200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，瓊月旨 15g, 121°C滅菌 30min。
[0068](2)菌懸液的制備:分別將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0069]水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液制備方法如下；
[0070]將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度60°C培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量50L/min，溶解氧30%，罐壓0.05Mpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4°C, 6000rpm,離心濃縮IOmin,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋,獲得菌體濃度為0.6g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0071]液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為牛肉粉5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.5，121?滅菌 30min ；
[0072]無菌營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.01g, NaHCO3L 0g，水 1000ml, pH 值 6.5，121。。滅菌 30min ；
[0073](3)微生物活性填料的制備:
[0074](a)將步驟(2)制備的微生物菌懸液噴淋到密度為90kg/m3，孔隙率為96%，粒徑為IOmm聚氨酯顆粒表面，菌懸液和聚氨酯顆粒的比例為100:10 ；(b)將帶有水管致黑棲熱菌ZDLl菌細(xì)胞的聚氨酯顆粒放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(c)再次向聚氨酯顆粒表面噴淋微生物菌懸液，獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫?br>
[0075]優(yōu)選的重復(fù)步驟(a)_(c)3次，使聚氨酯顆粒表面以及微孔中均附載有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。
[0076]所述的微生物活性填料中水管致黑棲熱菌ZDLl的菌體濃度5.0X 101QCFU/g(聚Μ
顆粒)°[0077]實施例4:一種脫除含硫物質(zhì)凈化中/高溫含硫廢氣的水管致黑棲熱菌活性填料的制備方法
[0078](I)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌種；
[0079]斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉5.0g，Na2S2O3.5Η205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，瓊月旨 15g, 121°C滅菌 30min。
[0080](2)菌懸液的制備:分別將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.8g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0081]水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液制備方法如下；
[0082]將步驟(1)制備的水管致黑棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度60°C培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量50L/min，溶解氧30%，罐壓0.05Mpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4°C, 6000rpm,離心濃縮IOmin,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋,獲得菌體濃度為0.8g/L水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液；
[0083]液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為牛肉粉5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.5，121?滅菌 30min ；
[0084]無菌營養(yǎng)液的組成為 :牛肉粉5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.01g, NaHCO3L 0g，水 1000ml, pH 值 6.5，121。。滅菌 30min ；
[0085](3)微生物活性填料的制備:
[0086](a)將步驟⑵制備的微生物菌懸液噴淋到密度為100kg/m3，孔隙率為78%，粒徑為IOmm陶粒表面，菌懸液和陶粒的比例為100:35 ； (b)將帶有水管致黑棲熱菌ZDLl菌細(xì)胞的陶粒放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(c)再次向陶粒表面噴淋微生物菌懸液，獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫?br>
[0087]優(yōu)選的重復(fù)步驟(a)-(c) 3次，使陶粒表面以及微孔中均附載有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。
[0088]所述的微生物活性填料中水管致黑棲熱菌ZDLl的菌體濃度5.0 X 108CFU/g(W4)。
[0089]實施例5:棲熱菌活性填料處理氣體的方法
[0090](I)將附載有水管致黑棲熱菌ZDLl的微生物活性填料置于一容器中，通入SO2氣體，以SO2氣體為硫源，活化微生物活性填料；活化時間為7天；
[0091]所述的SO2的濃度為IOOppm ；
[0092](2)將活化后的微生物活性填料置于生物反應(yīng)器中，通入含硫惡臭物質(zhì)的氣體，用水管致黑棲熱菌(Thermus Scotoductus) ZDLl凈化廢氣中的含硫惡臭物質(zhì),微生物活性填料體積為5m3，硫化物的總濃度為200ppm，氣體流速為20m3/h，凈化溫度為60°C;定期向微生物活性填料表面噴淋營養(yǎng)液維持微生物活性填料的活性，噴淋頻率為3天噴淋I次，每次噴淋速度為50L/min,每次噴淋時間為20min ；
[0093]所述的營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉5.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g，MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.5 ;跟蹤檢測含硫惡臭物質(zhì)的降解能力。[0094]本發(fā)明采用氣相色譜法跟蹤檢測含硫化合物；所述的氣相色譜法為:采用安捷倫GC-6890N氣相色譜儀分析測定硫化物濃度，色譜柱為DB-1701毛細(xì)管柱(30mX0.3 2mm X 0.25μπι)，汽化室、FPD檢測器、柱溫分別設(shè)置為100。。、200。。、50。。，進樣量 100 μ L, N2 流速為 1.7mL/min,分流量為 34.6mL/min。
[0095]實施例6:使用效果
[0096](I)將實施例3制備的附載有水管致黑棲熱菌ZDLl的微生物活性填料置于一容器中，通入SO2氣體，以SO2氣體為硫源，活化微生物活性填料；活化時間為7天；
[0097]所述的SO2的濃度為IOOppm ；
[0098](2)將活化后的微生物活性填料置于生物反應(yīng)器中，處理污泥廠污泥干化產(chǎn)生的二氧化硫氣體，微生物活性填料體積為5m3，硫化物的總濃度為248.56ppm，氣體流速為20m3/h，停留時間為1.0mins，凈化溫度為60°C ;定期向微生物活性填料表面噴淋營養(yǎng)液維持微生物活性填料的活性，噴淋頻率為5天噴淋I次，每次噴淋速度為50L/min，每次噴淋時間為20min ；
[0099]所述的營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉5.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g，MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.0lg, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.5。
[0100]經(jīng)檢測，處理后二氧化硫出氣濃度為7.3ppm，低于國家制定的大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)，去除率達(dá)到97%。
[0101]實施例7:使用效果
[0102](I)將實施例4制備的附載有水管致黑棲熱菌ZDLl的微生物活性填料置于一容器中，通入SO2氣體，以SO2氣體為硫源，活化微生物活性填料；活化時間為7天；
[0103]所述的SO2的濃度為IOOppm ；
[0104](2)將活化后的微生物活性填料置于生物反應(yīng)器中，處理污泥干化產(chǎn)生的含硫廢氣，二氧化硫和二硫化碳的濃度分別為27.08ppm和46ppm，氣體流量為70m3/h，停留時間為
1.0min,室溫條件下操作，定期向微生物活性填料表面噴淋營養(yǎng)液維持微生物活性填料的活性，噴淋頻率為5天噴淋I次，每次噴淋速度為50L/min，每次噴淋時間為20min ；
[0105]所述的營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉5.0g, ΚΗ2Ρ042.0g, ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g，MgCl2.6Η200.5g, FeCl2.7Η200.0lg, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.5。
[0106]經(jīng)檢測，二氧化硫的去除率為95%，二硫化碳的去除率為80%。
【權(quán)利要求】
1.一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備棲熱菌斜面菌種 (2)菌懸液的制備:將制備的棲熱菌斜面按5-20%接種量逐級擴大發(fā)酵培養(yǎng)至發(fā)酵罐，培養(yǎng)溫度60°C，培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量5-200L/min，溶解氧30%，罐壓0.03-0.1OMpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于4°C, 2000-8000rpm,離心濃縮5_20min,棄去上清液,沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋，獲得菌體濃度為0.4-0.8g/L棲熱菌菌懸液； (3)微生物活性填料的制備: (a)將步驟(2)制備的微生物菌懸液噴淋到多孔材料的表面； (b)將帶有棲熱菌菌細(xì)胞的耐腐蝕耐高溫多孔材料塊放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合； (c)再次向耐腐蝕耐高溫多孔材料表面噴淋微生物菌懸液,獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫? 所述棲熱菌為水管致黑棲熱菌(Thermus Scotoductus) ZDLl,保藏編號CGMCCN0.7430。
2.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述的棲熱菌斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉 3.0-5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0. 5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml,瓊脂 15g, pH 值6.0-7.5，121°C 滅菌 30min。
3.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述的棲熱菌液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為:牛肉粉3.0-5.0g, Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g,ΚΝ032.0g, NH4Cl0.5g, MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值6.0-7.5，121°C 滅菌 30min。
4.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述的無菌營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉 3.0-5.0g，KH2P042.0g，KN032.0g，NH4Cl0.5g，MgCl2.6Η200.5g，F(xiàn)eCl2.7Η200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml, pH 值 6.0-7.5，121。。滅菌 30min。
5.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述的多孔材料為陶粒、顆?；钚蕴?、火山巖、海綿中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述多孔材料密度為0.7-1.0kg/m3，孔隙率為50-96%，粒徑為5_50mm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:所述水管致黑棲熱菌ZDLl菌懸液與多孔材料的質(zhì)量比為50-300: 10。
8.如權(quán)利要求1所述的一種含有棲熱菌的活性填料的制備方法，其特征在于:具體步驟為: (1)斜面培養(yǎng):培養(yǎng)制備棲熱菌ZDLl斜面菌種；
斜面培養(yǎng)基組成為:牛肉粉 3.5g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g, NH4Cl0.5g，MgCl2.6Η200.5g, FeSO4.4Η200.01gjNaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.0-7.5，瓊月旨 15g, 121。。滅菌30min。 (2)菌懸液的制備:將步驟⑴制備的棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，分離獲得菌體濃度為0.6g/L棲熱菌ZDLl菌懸液； 棲熱菌ZDLl菌懸液制備方法如下；將步驟(1)制備的棲熱菌ZDLl斜面菌體按10%接種量逐級發(fā)酵培養(yǎng)，培養(yǎng)溫度60°C培養(yǎng)時間48h，通風(fēng)量50L/min，溶解氧30%，罐壓0.05Mpa,發(fā)酵液置于冷凍離心機中于40C，6000rpm,離心濃縮lOmin，棄去上清液，沉淀分別用無菌營養(yǎng)液稀釋，獲得菌體濃度為0.6g/L棲熱菌ZDLl菌懸液； 液體發(fā)酵培養(yǎng)基的組成為牛肉粉3.5g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6H200.5g, FeSO4.4H200.01g, NaHCO3L Og,水 1000ml，pH 值 6.5，121°C滅菌 30min ； 無菌營養(yǎng)液的組成為:牛肉粉 3.5g，Na2S2O3.5H205.0g, KH2P042.0g, KN032.0g,NH4Cl0.5g, MgCl2.6H200.5g, FeCl2.7H200.01g, NaHCO3L 0g，水 1000ml, pH 值 6.5，121。。滅菌 30min ； (3)微生物活性填料的制備: (a)將步驟(2)制備的微生物菌懸液噴淋到密度為200kg/m3，孔隙率為52%，粒徑為200mm火山巖顆粒表面，菌懸液和火山巖顆粒的比例為100:80 ； (b)將帶有棲熱菌ZDLl菌細(xì)胞的火山巖粒顆粒放入旋轉(zhuǎn)混合器中旋轉(zhuǎn)混合；(c)再次向火山巖粒顆粒表面噴淋微生物菌懸液，獲得微生物活性填料，4°C保存?zhèn)溆茫? 重復(fù)步驟(a)_(c)3次，使火山巖粒顆粒表面以及微孔中均附載有菌細(xì)胞，獲得微生物活性填料。 所述的微生物活性填料中棲熱菌ZDLl的菌體濃度5.0X 107CFU/g(Mg顆粒)。
9.如權(quán)利要求1所述的含有棲熱菌的活性填料的制備方法制備的活性填料在凈化中/高溫含硫廢氣中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01D53/84GK103691305SQ201310697441
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】李琳, 劉俊新 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心