[发明专利]强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的提取方法

说明书

技术领域

本发明公开一种强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的新型提取技术方法，属于生物法工业废气净化技术领域。

技术背景

近年来，随着世界主要发达国家以及中国对工业烟气排放的SO₂、NOx及烟尘等污染物控制的环保立法日趋严格，探求技术上先进、经济上合理的新型烟气同时脱硫脱氮技术一直是环保领域的新技术前沿研究热点之一。

生物法废气净化技术是一项废气净化新技术，其以经济、有效、污染物净化彻底、适合于净化处理低浓度工业废气等特点，近年来其已逐步发展成为世界上工业废气净化的一个前沿热点研究领域，其中生物法烟气同时脱硫脱氮技术即是一项广受关注的工业SO₂、NOx烟气污染控制新技术。

生物膜填料塔烟气同时脱硫脱氮技术即是通过生物膜填料塔中的脱硫、脱氮功能微生物菌群的生物化学作用来实现对含SO₂、NOx烟气的同时脱硫脱氮净化的。烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中的微生物通常是以脱硫、脱氮自养型功能菌为主构成的复合功能菌群。这类以自养菌为主的复合菌群通常生长繁殖速度较慢(尤其其中的脱氮菌群生长缓慢)。如果生物膜填料塔的操作条件改变而引起这类以自养菌为主的微生物菌群的生长环境条件变化，例如在生物挂膜初期塔内微生物菌群对操作条件适应性弱、随操作运行塔内嗜酸脱硫菌快速繁殖致使生物膜体系pH降低(一般降低至pH为0.5～2.0)、酸性快速增强从而抑制脱氮菌及其它微生物菌群的生长繁殖等(尤其对其中通常适宜在弱酸性及中性环境中生长的脱氮菌群正常发挥脱氮作用性能的影响较大)，就会对生物膜填料塔的烟气同时脱硫脱氮性能产生不利影响。这就需要有针对性地对烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中的功能微生物菌群结构进行检测和对比分析，并依据结果对不同类型功能菌群采取强化措施，以保证生物膜填料塔的烟气同时脱硫脱氮作用的高效持续稳定发挥。

按现阶段微生物检测技术，检测功能微生物菌群结构需要通过功能菌群取样、功能菌群总DNA提取、针对DNA的16SrRNA基因进行PCR扩增、PCR产物纯化、扩增、高通量测序、生物信息学分析等过程来完成。功能菌群DNA提取是其中的一个关键步骤。由于烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔通常在低pH强酸性条件下操作运行，塔中微生物量极低，其中大多数微生物脱离强酸性环境后细胞易死亡裂解，暴露的DNA易变性解链。因此，难以按目前常规方法来有效提取功能菌群的DNA。

发明内容：

本发明的目的在于研究获得一种强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA提取的新型技术方法。

为了解决烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔运行环境的强酸性条件下功能菌群DNA难以提取的技术难题，本发明依据提取微生物DNA检测技术原理，针对从生物膜填料塔中采取的功能菌群样品，首先采用硫酸(烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔系统中的主要致酸性生化反应产物)配制的pH调节液调节菌群样品pH至适宜值pH＝4～6，之后选用适宜提取此类菌群DNA的美国MPBiomedicals公司生产的6560-200型MPBIO土壤基因组DNA提取试剂盒及按其规定操作提取菌群DNA的技术方法进行了实验研究，由此形成了强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA提取的新型技术方法。

本发明目的是这样实现的：一种强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群DNA的提取技术方法，其特征是针对从生物膜填料塔中采取的功能菌群样品，先采用由硫酸配制的pH调节液，调节菌群样品pH至适宜值pH＝4～6范围内，之后选用适宜提取此类菌群DNA的提取试剂盒，并按其规定操作即能够提取出强酸性条件下烟气同时脱硫脱氮用生物膜填料塔中功能菌群的DNA。

所述用于调节菌群样品pH值的pH调节液是由浓硫酸与蒸馏水混合配制成的pH值为4.0～6.0的pH调节液。

所述pH调节液调节菌群样品的pH值至适宜范围是pH＝4～6。

所述用于适宜提取此类菌群DNA的提取试剂盒是美国MPBiomedicals公司生产的6560-200型MPBIO土壤基因组DNA提取试剂盒。

本发明提取功能菌群DNA对应的生物法烟气同时脱硫脱氮技术原理、技术方案、生物膜填料塔实验系统装置及其操作运行方法等，均与前期研究形成的“液相催化氧化-微生物组合法同时脱除烟气中二氧化硫和氮氧化物的方法”[发明专利ZL200610011013.4]的相同，在此不再重述。