Штамм бактерий рsеudомоnаs fluorescens, используемый для очистки сточных вод от нитратов и капролактама

Штамм бактерий рsеudомоnаs fluorescens, используемый для очистки сточных вод от нитратов и капролактама

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к биологической очистке сточных вод, и может быть использовано для очистки от нитратов сточных вод производства капролактама. Целью изобретения является штамм бактерий, разлагающий нитраты и капролактам. Очистку воды от нитратов осуществляют с помощью культуры PSEUDOMONAS FLUORESCENS ВКПМ В-4212, иммобилизованной на волокнистой загрузке, что позволяет восстанавливать 100 мг/л нитрата в час и повысить производительность сооружения до 1,33 м<SP POS="POST">3</SP>/м<SP POS="POST">3</SP> сутки. Процесс осуществляется в сточных водах при концентрации нитратов 500-2000 мг/л, 500-1000 мг/л капролактама и 40 мг/л K<SB POS="POST">2</SB>HPO<SB POS="POST">4</SB> в условиях протока со скоростью разбавления 0,04-0,06 ч<SP POS="POST">-1</SP> без принудительной аэрации. 2 табл.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК впълм

1 ""

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4423396/31-13 (22) 10.05,88 (46) 23.12.90 ° Бюл. ¹ 47 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанского (72) П.И.Гвоздяк и Г.Н,Дмитренко (53) 663.15 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 758224, кл. С 02 F 3/00, 1979, (54) ШТАММ, БАКТЕРИЙ PSEUDONONAS

Fl.UORESCENS, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД OT HHl PATOIS H KAIIPOЛАКТАМА (57) Изобретение относится к биотех-. нологии, в частности к биологической очистке сточных вод, и может быть

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к биологической очистке сточных вод, и может быть использовано для очистки от нитратов сточных вод пр оиз водс тва капролактама.

Целью изобретения является получение нового штамма бактерий Pseudomonas fluvrescens, обладающего повышенной способностью утилизировать капролактам и нитраты, который можно использовать для очистки сточных вод от нитратов и капролактама.

Штамм выделен из активного ила и хранится в ЦМПМ под коллекционным номером ВКН1 В-4212.

„»з0 1616175 A 1 (g1)g С 12 N 1/20, С 02 F 3/34 использовано для очистки от нитратов сточных вод производства капролакт ама. Целью и э обр ет ения явля ется штамм бактерий, разлагающий нитраты и капролэктам, Очистку воды от нит- ратов осуществляют с помощью культуры Pseudomonas f luorescens ВКПМ

В-4212, иммобилизованной на волокнистой загрузке, что позволяет восстанавливать 100 мг/л нитрата в час и повысить произвбдительность сооружения до 1,33 м /м сутки. Процесс осуществляется в сточных водах при концентрации нитратов 500-2000 мг/л, 500-1000 мг/л капролактама и 40 мг/л

К НРО в условиях протока со скоро2 стью разбавления 0,04"0,06 ч беэ принудительной аэрации. 2 табл.

Культуру денитрификаторов получают из активного ила путем двойной селекции: по способности восстанавливать нитраты при росте на капро1 лактаме и по способности адгезироваться на волокнистой насадке.

Для этого 50 мл активного ила, 1 имевшего ранее контакт с капролактамом, вносят в колбу Эрленмейера объемом 500 мл. Туда же помещают 5 г базальтового или 2 г капронового волокна для естественной адгезии микроорганизмов íà его поверхности. В колбу наливают среду, содержащую

2000 мг/л нитратов, 1000 мг/л капролактама и 40 мг/л фосфата калия

i 615175

20

30

40

50

55 до общего объема 500 мл (под пробку), Периодически (раз в 6 ч) отбирают пробу на анализ на содержание нитратов и капролактама.

После полной редукции нитратов жйдкость из колбы выливают, и в колбу с волокном вносят 500 мп (под ! пробку) сйежей среды аналогичного с<)става, Восстановление нитратов капр лактамом осуществляют закрепившиеся н насадке микроорганизмы, содержащее нитратредуктаэу. По мере сниженйя концентрации нитрата и капролакт4ма в среде жидкость снова заменяют свежей. После установления постоянной скорости восстановления нитратов иммобилизованными на волокне микроо ганизмами в течение трех пассажей с лекцию прекращают. Жидкость, вылив ют, и в колбу вносят стерильный физиологический раствор (100 мл).

К лбу интенсивно встряхивают в теч ние 2 мин, отбирают 1 мл образов вшейся бактериальной суспензии, разбавляют в 10, 100, 1000, 10000 р з и засевают в трех повторностях н4 агаризованной (27) среде описанного состава. Чашки с засеяннымй микроорганизмами культивируют при 25ОС.

Выросшие в отдельные колонии микрОорганизмы шестикратно пересевают на агаризованной среде. Получают бйомассу.чистых культур и изучают способность изолированных бактерий врсстанавливать нитрат .при росте н жидкой среде с капролактамом.

Отбирают культуры, наиболее быст р восстанавливающие нитрат с вьщел знием газа. В результате селекции выделен штамм Р. fluorescens. 154, врсстанавливающий нитрат до молекулярного азота, растущий на капро л9ктаме, как единственном источнике пИтания, и активно адгеэирующийся на базальтовом и капроновом волокнах, Морфолого-культуральные признаки культуры. Грамотрицательные, подвижные палочки. На MIIA образует небольшие колонии 2-3 мм в диаметре с ха-, рактерным зеленым флуоресцирующим пигментом, диффундирующим в среду, Колонии плоские, в проходящем свете полупрозрачные, край волнистый,поверхность гладкая, влажная, блестящая, консистенция вязкая, равномерно окрашены в зеленый цвет, в том числе и обратная сторона колонии, Пигмент образуется и на плотной среде с капролактамом и нитратами. В 3-4суточной культуре колонии на минеральной среде с капролактамом крупные, достигают 7-8 мм в диаметре.

Клетки мелкие, палочковидные с закругленными концами, одиночные, цепочек не образуют„ размером 0,5—

0,7 х 2,2 — 3,5 мкм, содержат полярный жгутик, размножение путем бинарного деления, спор не образуют. На

МПБ культура вызывает равномерное помутнение среды, не кислотоустойчива. Не накапливает поли-р †оксибутират внутри клеток, В клеточной стенке отсутствуют тейхоевые кислоты, содержание муреина низкое, физиолого-биохимические свойства.

Культура аэробная, способна к ценитрификации. Редукцию нитратов осуществляют до молекулярного азота, Оксидазо- и каталазоположительная, разжижает желатин, не гидролизует крахмал, не содержит лецитиназы и левансахаразы, оптимум рН близок 7,0, не галотолерантна †. (не растет при

12X NaCl медленный рост при 5%

NaC1). На МПБ выделяет сероводород и не продуцирует индол, молоко не свертывает. Содержит аргининдегидролазу. Источником углерода для роста служат глюкоза, манноэа, галактоза, раффиноза, рамноэа, инозит, глицерин, маннит, Ь-валин, ацетат и цитрат, при этом происходит подкисление среды (изменение рН с 7,1 до 6,3). Не использует сахарозу, фруктозу, лактозу, мальтозу, сорбит, дульцит, салицин, адонит, тартрат. Оптимальная температура роста 27-30 С, слабый рост при 10 и 37 С, при 4 1 С роста нет. В периодических условиях культивирования P. fluorescens 154 за 16 ч полностью восстанавливает

2000 мг/л нитратов при росте на среде с капролактамом при 25 С и

Y концентрации клеток 10 в 1 мл,. среду подщелачивает. Культура не патогенна, не токсична, Пример 1. Очистка модельной сточной воды, содержащей нитраты, культурой P. f luorescens 154.

В цилиндрическую установку высотой 1 м объемом 10 л подвешивают жгутами 50 г базальтового волокна и вносят приготовленную на воде, содержащей 500 мг/л нитратов, 300 мг/л капролактама и 10 мг/л фосфата калия, Таблица 2

Концентрация

И-ИО, мг/л

Скор ост раэбав20 ления, ч

Степень очистки, Ж

Та блица после

Концентрация

N-N03, мг/л

Скорость разбавленияя, ч

Степень очистки

ЧИС Т ОЧИС Т и ки

25 0,04

0,06

0,08

1800 0

1800 О

1800 9Q

100 .

95 о после очистки читки

0,04

0,04

0,04

500, 0

1000 0

2000 0

100

100

500 О

1000 0

2000 0

0,06

0,06

0,06

500 0

1000 10

2000 80

0,08

0,08

0,08

99,0

96,0

5 16! суспензию культуры P. f luurescens 154 с концентрацией клеток 107 в 1 мл.

Через 12 ч устанавливают проток со скоростью разбавления 0,01 ч !. По мере восстановления нитратов скорость постепенно увеличивают до

0,08 ч ". Параллельно повышают содержание N-NO цо 2000 мг/л. Процесс проводят при 25 С в анаэробных условиях, Результаты опытов приведены в табл. 1.

Из табл.1 видно, что за 12 ч пребывания сточной воды в сооружении

2000 мг/л нитратов восстанавливаются на 967 и за 18 ч на 1007.

Пример 2, Очистка реальной сточной воды от нитратов.

Непрерывное культивирование штамма Р. fluorescens 154 осуществляют на реальной сточной воде производ- ства калролактама, содержащей

1800 мг/л нитратов и 1000 мг/л капролактама. В воду добавляют фосфат калия концентрации 40 мг/л. Очистку осуществляют на локальной установке объемом 1 м при 22-25 С и скорости разбавления 0,04-0,08 ч, В

51 75 6 о установку помещают переплетенное капроновое волокно и вносят суспензию культуры P. f luorescens 154, 5

Эффективность работы биореактора приведена в табл.2.

Из табл. 2 вицно, что полная редукция нитратов в сточной воде культурой Р ° fluorescens 154 происходит при исходной концентрации 1800 мг/л и скорости разбавления 0,06 ч . Увеличение скорости разбавления,цо

0,08 ч 1ухудшает очистку, 1800 мг/л нитратов восстанавливаются на 957.

I

Штамм P. fluurescens позволяет

3Q пОлнОстью Очистить стОчную вОду оТ нитратов при их исходной концентрации 1800 мг/л и времени пребывания

18 ч. При .этом нагрузка на сооружение составляет 100 мг/л нитрата/ч.

Производительность установки

1,33 мз/м iсут. Максимальная концентрация нитратов, полностью восстанавливаемых культурой P. fluorescens до газообразного состояния

40 при скорости разбавления 0,04 ч

5000 мг/л N-N03

При очистке сточных вод от нитратов штаммом P. fluurescens снижаются эксплуатационные расходы благо45 даря увеличению нагрузки на сооружение.

Формула изобретения

50, Штамм бактерий Pseudomonas fluorescens ВКПМ В-4212,используемый для очистки сточных вод от капролактама и нитратов.