Штамм бактерий АRтнRовастеR Sp., используемый для очистки сточных вод от диоксана Советский патент 1990 года по МПК C02F3/34 C12N1/20 C02F3/34 C02F101/30 

Изобретение относится к микробио- логической очистке сточных вод и касается нового штамма бактерий, ко- торый предназначен для биодеструкции ксенобиотиков.

Цель изобретения - получение штам ма бактерий Arthrobacter sp. ВКПМ В-4209 (126), обладающего деструктив ной активностью по отношению к ди оксануо

Для получения штамма - деструкто ра диоксана - проведена адаптация микроорганизмов, отобранных из природных субстратов и не подвергавшихся ранее воздействию диоксана, к постепенно увеличивающимся концентрациям диоксана. Для этого 20 г почвы и 20 мл активного ила помещают в кол™ бу Зрленмейера объемом 500 мл. Туда же вносят 200 мп минерального раствора, содержащего мг диоксана

(5 мг/л) и волокнистую загрузку - капроновое волокно - для прикрепления микроорганизмов. Культивируют на качалке (150 об/мин) при 30еС,После разрушения диоксана жидкость выливают и в колбу с носителем вносят свежую среду с 10 мг/л ксенобиотика Разрушение диоксана осуществляют закрепившиеся на волокне микроорганизмы По мере деструкции вещества концентрацию его в каждом последующем пассаже увеличивают до 20, 40, 80, 120, 150, 200, 250, 300 мг/л. Такая адаптация приводит к селекции микроорганизмов по деструктивным и адгезионным свойствам, что важно в практике водоочистки с

Диоксан в среде определяют по методу, основанному на окислении диоксана йодной кислотой с образованием формальдегида, который опре

ЈЛ

деляют колориметрически по реакции с хромотропной кислотой,

Выделение штамма - деструктора диоксана - осуществляют на плотной синтетической среде, содержащей, г/л: KHjPO, 0,2; КгНР04 0,2; 0,1; MgS04 0,05; FeS04 0,01 СаС1г, MnS04 следы, диоксан 0,3; агар-агар 17,5; дистиллированная вода до 1 л, рН 7,1, Для этого из колбы, в которой произошло разрушение 300 мг/л диоксана, отбирают 0,1 мл культураль ной жидкости, разводят ее стерильной водопрофодной водой в соотношении 1:10; 1:100; 1:1000; 1:10000 и из каждого разведения высевают микро- органиомь: на плотную среду в пяти повторностях. Культивируют в чашках Петри в термостате при 30°С, Выросшие отдельные колонии микроорганизмо шестикратно пересевают на плотной среде, изучают деструктивную активность и идентифицируют.

Штамм хранят на плотной среде под слоем вазелинового масла, пересевают 1 раз в год. Можно хранить также в лиофильно высушенном состоянии о

Штамм Archrobacter sp. (126) депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов под номером ВКПМ В-4209 и имеет следующую характеристику,

Культурально-морфологические свойства,

В молодом возрасте (18ч) клетки морфологически разнообразны, В основном - палочки, длина колеблется 1- 7 мкм, ширина 1 мкм Некоторые клетки образуют различные главным образом V-образные сочетания, характерные для коринеформных микроорганизмов,. Иногда встречаются разбухшие и искривленные палочки. В 48-часовой культуре клетки, в основном, кокко- видные диаметром около 1 мкм. На МПА с 7% глицерина образуются длинные нити, достигающие 100 мкм. На синтетической среде клетки еще более полиморфны, Много нитевидных форм, встречаются крупные разбухшие клетки сферической и вытянутой структуры, которые значительно крупнее клеток, выросших на МПА.

Культура грамположительная, с возрастом грамвариабельная, На МПА образует мелкие 2-3 мм колонии с масля

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нистой консистенцией, гладкие, блестящие, слабо-розового цвета,

МПБ - слабое помутнение среды, осадок, небольшая пленка, кольцо. Культура неподвижна,

Физиолого-биохимические признаки.

Слабо утилизирует фруктозу и глюкозу, не потребляет арабинозу, галактозу, ксилозу, лактозу, мальтозу, маннозу, глицерин, инозит, инулин, соли молочной, винной, уксусной кислот. Слабый рост на цитрате.

Использует аммонийный, нитратный азот.

Способ к денитрификации,

Не разжижает желатин, не гидроли- зует крахмал, образует уреазу, не содержит лецитиназу, не пептонизирует молоко При росте на МПБ выделяет сероводород .

Из синтетических веществ, относящихся к кислородсодержащим гетеро- циклам, кроме диоксана, культура использует в качестве источника углерода тетрагидрофуран (тетраметилена оксид), морфолин (тетрагидро-1,4-ок- сазин), малеиновый ангидрид (ангидрид этилен-1,2-цис-дикарбоновой кислоты) , дает слабый рост на фталевом ангидриде (ангидрид, о-бензилдикар™ боковой кислоты). Однако из всех испытанных циклических эфиров лучшим субстратом является диоксан.

Штамм за 26 ч культивирования полностью разрушает 300 мг/п диоксана, используя его в качестве единственного источника углерода.

Деструктивную активность штамма изучают на синтетической среде следующего состава, г/л: КНгРОд 0,2; 0,2; NH4N03 0,1; MgSG4 20,05; FeS04 0,01; СаС17, MnS04 следы, диоксан 0,3, дистиллированная вода до 1 л, рН 7,1.

Периодическое культивирование осуществляют на качалке при 30°С и концентрации клеток 10 в мл.

Оптимальная культура для роста штамма 28-32°С, слабый рост наблюдается при 35°С, при 37°С роста нет.

Оптимум рН для роста 6,8-7,3. В слабощелочной среде (рН 8) штамм растет быстрее, чем в слабокислой (рН 6)„

Аэроб

Штамм непатогенен

Пример 1, Периодическое культивирование штамма проводят на питательной среде следующего состава,

г/л: КН7Р04 0,2; K2HPOf 0,2; 0,1 MgS04 0,05; FeS04 0,01; CaCl, MnS04 следы, дистиллированная вода до 1 л, рН 7,1, Диоксан добавляют в концентрации 100, 200, 300, 400, 500 мг/л. Инкубирование проводят в термостате при 30°С на качалке в колбах объемом 75С мл с 250 мл среды Контроль разрушения диоксана куль- турой осуществляют колориметрически,

В качества посевного материала служат клетки штамма, выращенные при 30°С на плотней синтетической срр-де с диоксаноч

При исходной концентрации диок- сана в среде 100, 200, ЮО мг/n де- струкция РГО штаммом начинается зу и заканчиваемся через 10, 16 и 26 ч соответственно s Повышение кс ходной концентрации до мг /л приводит к лизису клеток с При т ген деструкции диоксгна н происходит. Таким образом, выделеннь й штамк ис пользует диоксэн в качестве гдккст зенного источника углерода и энергии при содержании его вереде до300 мг/л

Пример 2 j. Непрерывное куль тивировакие штамма осуществ на реальной сточкой воде производства диметилдиоксана, -содержащей 2,5 3 г/л диоксана, В сточную воду ро™ бавляют необходимые минеральные ве-. щества, г/л: KhaP04 0,5j 0,5 №ЦШ5 0,3; MgS(X, C,15| FeS04 0S03| CaCi и MnSO no 0,01. Процесс осуществляют в биореакторе с загрузкой из капронового волокна с восходящим потоком жидкости. Использование такой установки позволяет очищать сточную воду без разбавленияа так как при поступлении воды в биореак тор происходит разбавление диоксана и его концентрация в установке не превышает 0,002-0,003 г/л„

Посевным материалом служат выращенные в жидкой среде в колбах клетта

5

0 5 0 5

5

ки, также закрепленные адгезией на капроновом волокне.

Температуру культивирования под™ держивают в диапазоне С, аэрацию - 0,4 л/л мин,

Эффективность работы биореактора приведена в таблице.

Из данных таблицы видно, что пол™ чое разрушение диоксана в сточной воде штаммом ВКПМ при непре- , рывном культивировании происходит при исходной концентрации 2000 мг/л и скорости разбавления 0,06 ч-1. XIIK при этом снижается на 98%, что свидетельствует о деструкции ксено б тотика без накопления промежуточных продуктов. Увеличение скорости раз- f б явления до 0,08 ч 1 приводит к ухудшению очистки, Диоксан разрушается на 96%, ХПК снижается на 92%.

Кроме диоксана в реальной сточной воде производства диметилдиокса - на содержатся в незначительных количествах этиленгликоль, метанол, метиламин, следы диметилдиоксана. Суммарная концентрация этих компонентов не превышает 40 мг/л, В стоке содер лгатся тат-еже сульфаты (300-400 мг/л) к хлориды (до 150 мг/л). В процессе очистки указанные органические компоненты стока метаболизируются микроорганизмами практически полностью. Заметного изменения концентрации присутствующих в сточных водах минеральных компонентов не происходитt

Таким образом, сточные воды производства диметилдиоксана могут быть эффективно очищены микробиологичес-3- л им методом с помощью штамма - де- структора Arthrobacter sp ВКПМ Б-4209.

Формула изобретения

Штамм бактерий Arthrobacter sp. ВКПМ В-4209, используемый для очистки сточных вод от диоксана.

Характеристика деструктивной активности штамма Arthrobacter sp. 126 ВКПМ В-4209 при непрерывном культивировании

Изобретение относится к микробиологической очистке сточных вод и касается нового штамма бактерий, который предназначен для биодеструкции ксенобиотиков. Целью изобретения является получение штамма бактерий ARTHROBACTER SP. ВКПМ В-4209(126), обладающего деструктивной активностью по отношению к диоксану. Штамм за 26 ч культивирования полностью разгружает 300 мг/л диоксана, используя его в качестве единственного источника углерода. 1 табл.

Скорость разбавления0,06

О 1001200

О 1002200

О 1003250

О 1004300

Скорость разбавления0,08 ч {

80 964300

98,5 98,2 98 98

92