[发明专利]一种硝基苯高效降解菌剂、制备及其应用

说明书

本发明公开了一种硝基苯高效降解菌剂、制备及其应用，属于生物技术领域，本发明处理硝基苯废水的微生物菌剂主要组成成分为赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus sp.LBQ22‑1），经16S rDNA序列测序鉴定为Lysinibacillus sp.，已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC NO.26095，保藏日期2022年11月10日。本发明的硝基苯降解菌剂能以硝基苯为唯一碳源和氮源进行生长，36h能将1600mg/L硝基苯降解至2mg/L以下，硝基苯去除率达到99.5%以上。本发明制备的菌制剂按质量比0.5~5‰投加到废水中，对硝基苯类污染水体有良好的降解效果，解决了高浓度硝基苯难生物降解的难题。

技术领域

本发明属于生物方法处理废水领域，具体涉及一种处理硝基苯类废水的复合菌剂的制备及其应用。

背景技术

硝基苯作为单环芳烃硝基取代化合物长久以来被作为重要的化工原料广泛应用于工业生产中，因此在制药、苯胺、杀虫剂、染料等工业的废水中有大量残留。硝基苯在水中具有极高的稳定性。由于其密度大于水，进入水体的硝基苯会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。常用危险化学品的分类及标志(GB13690-92)将该物质划为第6.1类毒害品。由于其生物毒性，硝基苯被列入世界《环境优先控制有毒有机污染物》的名单前列。我国也对硝基苯类化合物在废水中的浓度有严格的控制，规定其最高允许排放浓度分别为：一级标准2.0mg/L，二级标准3.0mg/L，三级标准5.0mg/L。

目前硝基苯废水的处理主要采用物理化学方法，物理法有溶剂萃取法、吸附法、气提法等，化学法有臭氧氧化法、过氧化氢氧化法、超临界水氧化法、超声波氧化法等。物理化学法处理硝基苯废水尽管处理效率高、工艺相对简单，但反应条件一般有特殊要求、处理成本较高、易造成二次污染，难以大规模应用到实际废水处理工程中。生物法处理硝基苯废水处理成本较低、运行管理简单、无二次污染，且微生物具有较强的变异性、驯化适应性，适用于各种类型和条件的废水，易于大规模应用到实际废水处理工程中。

厌氧条件下，微生物降解硝基苯主要是通过还原途径，将硝基苯还原为苯胺，然后进入苯胺的好氧降解过程，在双加氧酶的作用下，转化为邻苯二酚或对苯二酚，进一步苯环开环降解，最终被矿化。与厌氧相比，多种细菌和真菌在好氧条件下能够完全矿化或转化硝基苯，硝基苯的好氧降解途径主要分为两种途径，好氧氧化途径和好氧部分还原途径。

李湛江等从一些下水道底泥中筛选分离、驯化得到2株厌氧降解硝基苯高效菌吉氏拟杆菌(Bacteroides distasonis)和屎拟杆菌(Bacteroides merdae)，能与葡萄糖共代谢还原硝基苯，最大降解硝基苯的速率为95mg/(L·d)，1g葡萄糖能共代谢还原200～260mg硝基苯。李轶等筛选出一株恶臭假单胞菌，菌株可矿化20mg/L的硝基苯，可以快速降解20mg/L硝基苯，不超过100mg/L的硝基苯可以被该细菌完全降解。刘红果等分离出的葡萄球菌在含1000mg/L硝基苯的培养基中培养3天，可将硝基苯降解44％。徐成斌等分离出的蜡样芽胞杆菌降解硝基苯时，72h对200mg/L的硝基苯降解率为72.70％。马溪平等筛选的鲍曼不动杆菌48h对200mg/L硝基苯降解率为66.84％。专利申请CN113801828A一株硝基苯高效降解菌及其制备应用中提及的施氏假单胞菌24h内可将900mg/L的硝基苯降解99.5％以上，1000mg/L的硝基苯32h可降解99.5％以上，在硝基苯污水处理中的应用中，可连续培养，24h可稳定降解500mg/L的硝基苯。

多项研究结果表明，多数硝基苯降解菌对硝基苯降解速率较慢，对高浓度硝基苯降解率低，对500～1000mg/L硝基苯及更高浓度的硝基苯降解菌种类较少。因此分离培养具有高浓度硝基苯高耐受能力和高效降解能力的菌株应用硝基苯废水生物处理显得尤其重要。

发明内容