[发明专利]一种耐酸砷氧化细菌群落生物膜反应器的构建方法及应用

说明书

本发明公开了一种耐酸砷氧化细菌群落生物膜反应器的构建方法及应用，构建的生物膜反应器以多孔隙的珍珠岩作为成膜载体，具有接触面积大价格低廉的优点，以新鲜的合成矿物盐培养基作为微生物的成膜环境；本发明利用单一特定的砷氧化效率极高的菌株构建了一个高效稳定的生物膜反应器，该生物膜反应器能够在5小时内完全将20mg/L As(III)氧化成As(V)，该氧化效率在之前所有单株生物膜反应器中是最高的；本发明为筛选生物膜反应器最佳的砷盐氧化细菌提供了新的方向，对环境中的砷污染问题的修复具有重要意义。

技术领域

本发明属于高砷地下水修复技术领域，具体涉及一种耐酸砷氧化细菌群落生物膜反应器的构建方法及应用。

背景技术

近年来，利用砷氧化微生物构建的生物反应器氧化去除砷污染水体中的砷受到了很大的关注，一些固定化的砷氧化微生物被应用到砷氧化膜生物反应器中。相关技术中，一种采用化能自养砷氧化菌构建的生物反应器能够在8小时内将200μg/L As(III)几乎全部氧化，但不适合在酸性环境下使用。酸性矿井水会对矿业生产、生态环境等造成严重危害，当酸性矿井水未经处理直接排出，进入地表水体以后，会造成水质恶化，严重影响人民的饮水安全。在酸性环境中，砷氧化生物膜反应器的砷氧化的稳定性较差、氧化效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种耐酸砷氧化细菌群落生物膜反应器的构建方法及应用。

为解决上述技术问题，本发明实施例采用的技术方案是，一种耐酸砷氧化细菌群落生物膜反应器的构建方法，包括以下步骤：

(1)制备确定含有耐酸砷氧化细菌群落的混合菌液；

(2)以珍珠岩颗粒作为成膜载体，填充于反应器中，反应器置于恒温器内，将上述混合菌液加入反应器至浸没所述珍珠岩颗粒，并通入氧气，搅拌至混合液与珍珠岩颗粒混合均匀；

(3)向上述反应器中加入新鲜的MMM培养基，定期更换所述MMM培养基，耐酸砷氧化细菌群落在珍珠岩颗粒上形成生物膜；

(4)向上述反应器中加入合成地下水，培养一定时间后耐酸砷氧化细菌群落在生物膜上富集，得到生物膜反应器。

优选地，所述步骤(1)中，通过适量酸性土壤在MMM培养基中振荡培养得到含有耐酸砷氧化细菌群落的混合菌液。

优选地，所述步骤(2)中，珍珠岩颗粒的直径为0.2～0.4cm。

本发明实施例还提供了上述方法构建的生物膜反应器的应用，应用于高砷地下水的修复。

与相关技术比较，本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明提供的生物膜反应器以多孔隙的珍珠岩作为成膜载体，具有接触面积大价格低廉的优点，以新鲜的合成矿物盐培养基作为微生物的成膜环境；本发明利用极端酸性环境下的砷氧化效率极高的菌株群落构建了一个高效稳定的生物膜反应器，该生物膜反应器能够在5小时内完全将20mg/L As(III)氧化成As(V)。

附图说明

图1是本发明实施例生物膜反应器构建方法流程图；

图2是本发明实施例制备的耐酸砷氧化细菌的氧化能力示意图；

图3是本发明实施例构建生物膜反应器的装置示意图；

图4是本发明实施例构建的生物膜反应器内微生物群落组成示意图；

图5是本发明实施例制备的珍珠岩生物膜与干净的珍珠岩颗粒显微镜示意图；

图6是本发明实施例构建的生物膜反应器修复高砷合成地下水的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。