[发明专利]一株善变副球菌菌株及其应用

说明书

本发明公开了一株善变副球菌(Paracoccus versutus)2#CGMCC No.13321及其在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体氧化脱除沼气中硫化氢(H₂S)的应用。该菌株革兰氏染色为阴性，菌株细胞短杆状，较小；菌落白色凸起,边缘整齐光滑，表面湿润；菌株不耐盐，不能利用柠檬酸盐；当硝酸盐、亚硝酸盐或氧化氮存在时，能以它们为电子受体营厌氧生长。将善变副球菌菌株CGMCC No.13321接种至脱硫反应器后，可以在反应器中以硝酸盐作为电子受体对H₂S进行生物氧化，并进行生长繁殖，达到沼气中H₂S脱除的目的，有效避免了传统以氧气作为电子受体进行沼气H₂S脱除时引入甲烷与氧气混合所带来的安全隐患，对沼气中H₂S的去除率高达93.8％。

技术领域

本发明涉及一株副球菌菌株，特别是涉及一种可在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体氧化脱除沼气中硫化氢(H₂S)的善变副球菌菌株。

背景技术

沼气是一种新兴的清洁可再生能源，以沼气为目标产物的厌氧发酵技术因其良好的能源、环境效益得到越来越广泛的应用，将对缓解我国能源危机，保护环境具有重要意义。沼气是一种生物原料经厌氧生物发酵转化产生的一种生物燃料，用于沼气厌氧发酵的生物原料主要包括畜禽粪便、秸秆、能源植物、生活垃圾、有机废水等废弃物。目前，我国沼气发酵主要原料为畜禽养殖场粪便和污水，由于畜禽粪便和污水中含有大量蛋白质和其它含硫化合物，经厌氧发酵转化，产生的沼气中含有H₂S气体成份。H₂S是一种腐蚀性很强的化合物，严重腐蚀管道设备，H₂S还具有极强的急性毒性，是一种神经性毒气，H₂S含量0.6mg/L时可使人在0.5-1h内致死，含量在1.2-2.8mg/L时可使人立即致死。同时，混有H₂S的沼气燃烧后，H₂S会转化为硫的氧化物释放到空气中，造成大气污染。因此，为了达到安全利用沼气能源和保护环境的目标，必须在使用前对沼气进行脱硫处理。

目前，沼气脱除H₂S的方法主要包括物化法和生物法。物化法脱除H₂S需要大量的化学药剂和较高的能耗，还要对吸附剂或吸收剂进行处置，费用较高，存在二次污染。在生物脱硫法中，具有高效生物氧化H₂S的功能微生物菌种是脱硫能否实现的关键。根据微生物的代谢类型，能够将H₂S(或硫化物)转化为单质硫或硫酸盐的微生物可分为两大类：①光能自养型硫细菌；②化能自养型无色硫细菌。光能自养型微生物在去除H₂S的过程中,虽有较高的H₂S去除率和厌氧条件下无安全隐患等优点，但需要大量的辐射能，其经济成本较高，且容易受光源的限制。故化能自养型微生物成为生物去除沼气H₂S的较好选择，在有氧存在条件下，化能自养微生物利用氧气作为电子受体，但氧气的调控比较困难，供氧过多时存在爆炸隐患，同时供氧的同时会引入氮气等其它惰性气体，降低了沼气中甲烷的浓度，降低了沼气的能量效率。而在缺氧条件下，利用氧气以外的硝酸盐等其它备选电子受体，可实现温和条件下的H₂S脱除。因此，在缺氧条件下，以硝酸盐作为电子受体，替代氧气作为电子受体的沼气生物脱硫研究成为热点，可有效避免氧气和沼气混合引起的安全隐患以及加氧而引入氮气对沼气能量效率的降低，为我国沼气脱硫提供了一条新的技术途径。

以硝酸盐作为电子受体进行沼气生物脱硫的核心是高效功能微生物菌株，因此，高效专性功能菌株的获得直接关系到脱硫系统能否构建成功，通过分离筛选高效专性功能菌株再接种于脱硫反应器中，可构建以专性功能菌株为生物催化剂、硝酸盐为电子受体的沼气生物脱硫系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够以硝酸盐作为电子受体脱除沼气中H₂S的副球菌菌株，该菌株可以作为脱硫微生物接种于脱硫反应器中并有良好的脱硫效果。