Штамм бактерий РSеUDомоNаS FLUoReSceNS, используемый для очистки сточных вод от нитратов и капролактама Советский патент 1990 года по МПК C12N1/20 C02F3/34 C02F3/34 C02F101/16 C02F103/36 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к биологической очистке сточных вод, и может быть использовано для очистки от нитратов сточных вод производства капролак- тама.

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

Штамм вьщелен из активного ила и хранится в ЦМПМ под коллекциол- ным номером ВКПМ В-4212.

Культуру денитрификаторов получают из активного ила путем двойной селекции: по способности восстанавливать нитраты при росте на капро- лактаме и по способности адгезиро- ваться на волокнистой насадке.

Для этого 50 мл активного ила, имевшего ранее контакт с капролакта- мом, вносят в колбу Эрленмейера объемом 500 мл. Туда же помещают 5 г базальтового или 2 г капронового волокна для естественной адгезии микроорганизмов на его поверхности, В колбу наливают среду, содержащую 2000 мг/л нитратов, 1000 мг/л капролактама и 40 мг/л фосфата калия.

а

и

сл

СП

л гнием газа. В результате селекции В1 1делен штамм Р, fluorescens 154, врсстанавливающий нитрат до моле- к лярного азота, р астущий на капро-п: л&ктаме, как единственном источнике питания, и активно адгезирую1цийся на базальтовом и капроновом волокнах,

Морфолого-к ультуральные признаки культуры. Грамотрицательные, подвижные палочки. На МПА образует небольшие колонии 2-3 мм в диаметре с ха- рактернь1м 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. Пиг

до общего объема 500 мл (под пробку) П(риодически (раз в 6 ч) отбирают пробу на анализ на содержание нитра- тфв и капролактама.

После полной редукции нитратов жидкость из колбы выпивают, и в колбу с волокном вносят 500 мп (под пробку) свежей среды аналогичного сфстава. Восстановление нитратов кап рфлактамом осуществляют закрепившиес ни насадке микроорганизмы, содержащие нитратредуктазу. По мере снижения концентрации нитрата и капролак- в среде жидкость снова заменяют сфежей. После установления постоянной скорости восстановления нитратов иммобилизованными на волокне микроорганизмами в течение трех пассажей С1 лекцию прекращают. Жидкость .выливают, и в колбу вносят стерильный физиологический раствор (100 мл). Колбу интенсивно встряхивают в течение 2 мин, отбирают 1 мл образовавшейся бактериальной суспензии, разбавляют в 10, 100, 1000, 10000 раз и засевают в трех повторностях н агаризованной (2%) среде опи- с нного состава. Чашки с засеянны- м4 микроорганизмами культивируют 25°С.

; Выросшие в отдельные колонии мик- рЬорганизмы шестикратно пересевают нЬ агаризованной среде. Получают биомассу. чистых культур и изучают с(1особность изолированных бактерий в|зсстанавливать нитрат .при росте н жидкой среде с капролактамом.

Отбирают культуры, наиболее быст- ф восстанавливающие нитрат с выде

0

Q j

5

0

5

0

5

0

5

мент образуется и на плотной среде с капролактамом и нитратами. В 3-4- суточной культуре колонии на минеральной среде с капролактамом крупные, достигают 7-8 мм в диаметре. Кпетки мелкие, палочковидные с закругленными концами, одиночные, цепочек не образуют, размером 0,5 - 0,7 X 2,2-3,5 мкм, содержат полярный жгутик, размножение путем бинарного деления, спор не образуют. На МПБ культура вызыйает равномерное помутнение среды, не кислотоустойчива. Не накапливает поли- -окси- бутират внутри клеток. В клеточной стенке отсутствуют тейхоевые кислоты, содержание муреина низкое.

Физиолого-биохимические свойства. Культура аэробная, способна к денит- рификации. Редукцию нитратов осуществляют до молекулярного азота. Оксидазо- и катапазоположительная, разжижает желатин, не гидролизует крахмал, не содержит лецитиназы и левансахаразы, оптимум рН близок 7,0, не галотолерантна - (не растет при 12% NaCl, медленный рост при 5% NaCl), На МПБ выделяет сероводород и не продуцирует индол, молоко не свертывает. Содержит аргининдегндро- лазу. Источником углерода для роста служат глюкоза, манно.за, галактоза, раффиноза, рамноза, инозит, глицерин, маннит, L-валин, ацетат и цитрат, при этом происходит подкисление сре- :ды (изменение рН с 7,1 до 6,3). Не использует сахарозу, фруктозу, лактозу, мальтозу, сорбит, дульцит, салицин, адонит, та ртрат. Оптимальная температура роста 27-30 С, слабый рост при 10 и , при роста нет. В периодических условиях культивирования Р. fluorescens 154 за 16 ч полностью восстанавливает 2000 мг/л нитратов при росте на среде с капролактамом при и . концентрации клеток Ю в 1 мл, среду подщелачивает. Культура не патогенна, не токсична.

П р и м е р 1v Очистка модельной сточной воды, содержащей нитраты, культурой Р, fluurescens 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.

суспензию культуры P. fluurescens c концентрацией клеток в 1 мл Через 12 ч устанавливают проток с скоростью разбавления 0,01 По мере восстановления нитратов скорость постепенно увеличивают до 0,08 ч . Параллельно повышают содержание 2000 мг/л. Проце проводят при 25°С ловиях.

Результаты опытов приведены табл. 1.

в анаэробных ус

Из табл.1 видно, что за 12 ч пребывания сточной воды в сооружении 2000 мг/л нитратов восстанавливаются на 96% и за 18 ч на 100%.

10

5

установку помещают переплетенное капроновое волокно и вносят суспензию культуры Р. fluorescens 154,

Эффективность работы биореактора приведена в табл.2.

Из табл. 2 видно, что полная редукция нитратов в сточной воде культурой Р. fluorescens 154 происходит при исходной концентрации 1800 мг/л и скорости разбавления 0,06 . Увеличение скорости разбавления до 0,08 ч ухудшает очистку. 1800 мг/л нитратов восстанавливаются на 95%.

Т а б

лица

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 м³/м³ сутки. Процесс осуществляется в сточных водах при концентрации нитратов 500-2000 мг/л, 500-1000 мг/л капролактама и 40 мг/л K₂HPO₄ в условиях протока со скоростью разбавления 0,04-0,06 ч^-1 без принудительной аэрации. 2 табл.

Т а б

лица 1

Пример 2. Очистка реальной сточной воды от нитратов.

Непрерывное культивирование штамма Р. fluorescens 154 осуществляют на реальной сточной воде производства капролактама, 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 . В

20

Штамм Р. fluorescens позволяет 30 полностью очистить сточную воду от нитратов при их исходной концентрации 1800 мг/л и времени пребывания 1 ч. При этом нагрузка на сооружение составляет 100 мг/л нитрата/ч. 35 Производительность установки

1,33 . Максимальная концентрация нитратов, полностью восстанавливаемых культурой Р. fluorescens до газообразного состояния

40 при скорости разбавления О 04 5000 мг/л N-N0.. ч ,

При очистке сточных вод от нитратов щтаммом Р. fluorescens снижаются эксплуатационные расходы благо45 даря увеличению нагрузки на сооружение.

Формула

и 3 о б р е т

е н и я

50 Штамм бактерий Pseudomonas fluo- i В-4212.используемый для

капролактама

очистки сточных вод от и нитратов.