[发明专利]一种利用导电材料富集和驯化高氯酸盐还原菌群的方法

说明书

本发明公开了一种利用导电材料富集和驯化高氯酸盐还原菌群的方法，属于生物降解领域。本发明的目的是为了解决高氯酸盐还原菌生长代谢速率缓慢和富集驯化周期长的问题。本发明提供了一种利用导电材料富集和驯化高氯酸盐还原菌群的方法，具体步骤为在填充石墨颗粒的反应器中接种活性污泥，采用间歇进水方式进行高氯酸盐还原菌的富集，然后采用连续式进水方式，进行高氯酸盐还原菌的驯化培养，提高高氯酸盐还原效率。在富集体系中引入导电材料，既为微生物提供附着生长的载体，又能加速电子传递过程，可实现高氯酸盐还原菌的快速富集驯化，有利于高氯酸盐微生物处理工艺的应用和推广，具有良好的社会效益，经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于生物降解领域，具体涉及一种利用导电材料富集和驯化高氯酸盐还原菌群的方法。

背景技术

随着工业的快速发展，高氯酸盐污染问题日益严重，已在全球范围内引起公众和学者的广泛关注。近年来，在多种水环境(雨水、雪水、海水、地下水、饮用水甚至北极积雪)和食品中频频检出ClO₄^-，使得高氯酸盐的处理成为世界各国亟待解决的环境问题。高氯酸盐具有高溶解性、扩散速度快、化学性质稳定等特点，传统的沉淀、过滤和消毒等处理工艺难以将其有效去除。目前，微生物降解是ClO₄^-最有效的转化途径，具有高效、安全、经济、无二次污染等优点，是目前最具前景和应用价值的修复技术。

微生物在厌氧条件下，以ClO₄^-作为电子受体，在高氯酸盐还原酶、氯酸盐还原酶和亚氯酸盐歧化酶等一系列酶的催化下，依次被还原为氯酸盐和亚氯酸盐，并最终还原为氯离子。高氯酸盐降解菌多数为厌氧或兼性厌氧菌，生长相对缓慢，其富集驯化周期较长。如何快速获得高氯酸盐降解富集培养物成为制约着微生物还原去除高氯酸盐技术发展和应用的主要因素之一。目前传统的富集驯化方法一般是从污染环境中采集样品，加入到选择性培养基中，然后经过多次传代培养驯化，获得稳定的降解菌群。但这种方法往往存在着工作量大，操作繁琐，富集周期长，菌群降解性能不稳定等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了解决高氯酸盐还原菌生长代谢速率缓慢和富集驯化周期长的技术难题，为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种利用导电材料富集和驯化高氯酸盐还原菌群的方法，所述方法的具体步骤如下：

(1)制备基础培养基：培养基的成分由如下成分组成：0.95g/L KH₂PO₄、1.5g/LNa₂HPO₄·12H₂O、1.8g/L CH₃COONa,0.12g/LMgSO₄·7H₂O、0.3g/L(NH₄)₂SO₄和微量元素1mL；将培养基进行高压蒸汽灭菌，通入氮气去除O₂；

(2)富集高氯酸盐还原菌群：向填充石墨颗粒的厌氧反应器中接种活性污泥，污泥接种浓度为18g/L；向步骤(1)制备得到的培养基中添加0.1g/L的NaClO₄·H₂O，然后将培养基泵入厌氧反应器中，采用间歇进水方式，每天以流速200mL/h，进水3h，进水量为600mL，温度控制在30℃，富集培养15天，得到高氯酸盐还原菌群；