Штамм бактерий PSEUDOMONAS STUTZERI для биохимической очистки промышленных вод от алифатических аминов Советский патент 1993 года по МПК C12N1/20 C12S13/00 

Изобретение относится к биотехнологии, в частности к очистке промышленных сточных вод биохимическими способами, и может быть использовано для очистки сточных вод, содержащих алкилдиметиламикы различных фракций.

При производстве четвертичных солей аммониевых оснований на стадии получения злкилдиметиламинов из первичных али- фатических аминов образуются загрязненные сточные воды, содержащие значительное количество различных органических примесей, а именно пропиловый и метиловый спирты, алкиламины, алкилди- метиламины и формальдегид. ХПК этих вод находится в пределах 100-160 г/л.

Целью изобретения является новый штамм бактерий, эффективно использующий алифатические амины.у

Изобретение заключается в выделении штамма Pseudomonas stutgeri Т ВКПМ В- 4904, эффективно разлагающего амины.

Выделение высокоактивной культуры микроорганизмов - деструкторов аминов проводят селективным путем. Для этого че- рез почоу, взятую на территории завода, пропускают питательную среду следующего состава, г/л: Ма2НР041,0; КС 0,5; MgCfc0,1; алкилдиметиламины (АДМА) 0,1-0,3, рН 7,4, Концентрацию алкилдиметилэминов посто- янно увеличивают по мере достижения полной его утилизации в выходящей жидкости. Таким образом, получают накопительную культуру, которую затем иммобилизируют на загрузке биореактора. Селекцию штам- ма-деструктора ведут з условиях проточного культивирования, постепенно увеличивая концентрацию АДМА по мере достижения полной его утилизации в выходящей .жидкости, отбирая активный штамм бактерий, использующих АДМА в качестве единственного источника углерода и энергии. Выделение чистой культуры - деструктора проводят путем высева содержимого биореактора на минеральную среду следую- щего состава, г/л: Na2HPCM 1,0; КС 0,5; ,1; АДМА задают по ХПК0.2, рН 7,4. Деструктором считают тог микроорганизм, который наиболее активно разрушает АДМА различных фракций.

Морфолого-культуральные признаки штамма-деструктора. Прямые, крупные палочки с поступательным движением, с полярным расположением жгутика, клетки расположены одиночно, грамотрицатель- ные. спор и капсул не образуют, клеточная стенка на кислотоустойчива. Клетки размножаются простым делением. На МПА образуют мелкие, выпуклые колонии круглой формы, край у 24-часовой колонии ровный,

поверхность блестящая, гладкая (S-форма), колонии прозрачные с голубоватым оттенком. Цвет поверхности колонии и ее обратной стороны одинаковый, без запаха, структура гиалиновая, внеклеточные пигменты не образуют. Оптимальная температура роста 30-32°С, растет при 4°С и не растет при 41°С, оптимальное значение рН 6,0-7,5, не растет ори рН ниже 4. Культура осмо-и галотолерантна. На МПБ наблюдается пристеночное кольцо, осадок, не изменяется1 цвет среды, пигмент в среду не выделяется. Прототроф.

Физиолого-биохимические признаки. Пробы на оксидазу и каталазу положительные, а на аргининдегидролазу - отрицательная, МПЖ гидролиэует, а крахмал нет. Отношение к источникам углерода: не использует глюкозу, лактозу, мальтозу, сахарозу, арабинозу, рамнозу, ксилозу, раффинозу, галактозу, лактат. Индол и сероводород не образует, утилизирует фруктозу, инозит, манит, глицерин, этанол, ацетат, тартрат, цитрат. Денитрификатор. Использует минеральные формы азота, не нуждается в дополнительных факторах роста, растет в среде с аминокислотами. В отношении антибиотиков штамм P. stutgeri Т проявляет следующие свойства:

чувствителен к тетрациклину в концентрации 10-40 мг/мл, к рифампицину в концентрации 100 мг/мл, к канамицину - 50-200 мг/мл, к налидиксовой кислоте - 100 мг/мл;

устойчив к ампищллину в концентрации 100-200 мг/мл. Штамм непатогенный, Хорошо хранится под вазелиновым маслом на среде следующего состава, г/л: Na2HP04l,0; КС 0,5; MgCla 0,1; АДМА 0.2; агар-агар 15,0; дистилированная вода до 1 л; рН 7,4.

Пример 1. 1200 мл сточной воды, содержащей 3 г смеси метилового и изопро- пилового спиртов, 26 г формальдегида, 10 г аминов и 30 г других нейтральных органических примесей, загружают в колбу, нагревают до температуры в кубе 105°С и концентрируют нелетучие органические соединения, отгоняя от них в виде дистиллята водную фазу. Водную фазу в количестве 100 мл, содержащую 3 г спиртов, 2 г формальдегида, 0,5. г аминов, имеющую ХПК 105000 мг/л, подают з биореактор, заполненный носителем - поливинил-спиртовым волокном.

Для заселения биореактора штамм-деструктор P. Stutgeri Т выращивают на плотной синтетической среде следующего состава, г/л: N32HP04 1.0: MgCI- 0,1; KCL 0,5; АДМА 0,2: агар-агар 20.0: дистилиро- еанная вода до 1 л. рН 7.4. Попущенную

биомассу иммобилизуют на носителе, расположенном в биореакторе. Через две неде- пи показатели работы биореактора табилизируются и ХПК очищенной воды остигает 250 мг/л при отсутствии АДМА, оторые определяют на ЯМР-спектрофото- етре СХР-200. Очищенные воды после би- реактора могут быть сброшены на ородские очистные сооружения. В иден- ичных условиях выполнены остальные при- еры. Данные примеров приведены в табл. и 2.

Штамм P. Stutgeri позволяет на 99,0- 00% очистить сточные воды от алифатиче- ких аминов широкой фракции от Сб до Ci2 осле разбавления в 2-4 раза химически чищенных стоков.

Полная деградация алифатических ами- ов осуществляется при общем содержании х в сточной воде после химической обра- отки до 150 мг/дм3 и общей концентрации рганических загрязнителей по ХПК в пре- елах 3000-4000 мг/дм3. При содержании лифатических аминов в пределах 150-167 г/дм3 общая степень очистки от органиче- ких загрязнителей при ХПК до 4000 мг/дм3 е снижается, а степень деградации алифа- ических аминов при этом составляет :99,1%. При содержании алифатических аминов более 170 мг/дм3снижается каксте- пень очистки от загрязнений, так и степень

деградации Аминов, при содержании более 180 мг/дм происходит полное нарушение всех процессов (табл. 1). Кроме алифатических аминов в составе органических соединений, поступающих на очистку со сточными водами после их химической обработки, присутствуют спирты (смесь метилового и изопропилового) до 540 мг/дм3 и формальдегид до 300 мг/дм3. Степень их деградации приведена в табл. 1.

Процесс очистки промышленных сточных вод, содержащих алифатические амины, нормально осуществляется при содержании аминов в пределах 70-150 мг/дм3. При содержании 180 мг/дм3 деградация аминов осуществляется на 99% при температуре 18-30°С, продолжительности аэрации 18-24 ч, расходе воздуха 80 м3 на 1 м3 сточной воды при высоте слоя жидкости в аэротенке 1,4 м. Наибольшая окислительная мощность достигается при периоде аэрации 19 ч и составляет 3,8 кг м3/сут.

(56) Патент ФРГ № 2555536. кл. С 02 С 5/04, 1977.

Гущина Л. И. и др. Проблемы очистки сточных вод. производства катионных по- верхностно-актиЁных веществ. Изв. Северо- Кавказского науч. центра высш. шк хим. науки. Ростов-на-Дону, 1979, с. 86-89.

Таблица1 Очистка сточных вод производства КПАВ с помощью Pseudomonas siutgeri Т после химической обработки воды и без нее

Фррмула-изобрет-ения

Штамм бактерий Pseudomonas stutzerl i промышленных сточных вод от алифатичё- ВКПМ В-4904 для биохимической очистки ски.х аминов.

Использование: биотехнологияв частности очистка промышленных сточных вод биохимическими способами, изобретение может быть использовано для очистки печных вод содержащих алкил- диметиламины различных фракций. Сущность изобретения: выделения штамма ВКПМ В-4904. эффективно разлагающего амины. 2 табл.