[发明专利]一种生物降解磺胺甲恶唑的方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于环境污染治理领域，涉及一种生物降解磺胺甲恶唑的方法及装置。

背景技术

磺胺甲恶唑(SMX)是一种普遍处方、消耗的磺胺类抗生素之一。废水中可检测到SMX浓度高达mg/L水平，表面水中含量为ng/L水平，甚至在地下水中检测到410ng/L。它在水环境中的存在会导致严重的水污染，威胁着水生植物、动物以及微生物的生存。研究发现SMX能够改变微生物菌群的构成，导致抗性基因的扩散，并且对水生生物有诱变性或者植物性毒害。许多文献报道生物降解是污水处理SMX排除的最主要的途径，研究了其排除的效率并分离鉴定了一些主要的具有SMX降解能力的菌株。虽然一些涉及其生物降解的特定的酶、降解途径、可能的代谢产物已经有所阐述，但是SMX生物降解机制仍不是很清楚。

膜生物反应器(MBR)技术已经广泛应用于污水处理化学污染物中。许多文献主要研究膜生物反应器处理有机污染物的处理效率、膜积垢以及生物生存能力的影响因素(如污泥停留时间、混合液悬浮物浓度、原污水容量、氧化过程、可溶性微生物产物等)。但是目前利用膜生物反应器降解抗生素化合物的文献报道不是很多。

单菌降解抗生素的能力很有限，而如果利用混菌间相互促进、互利共生的关系可能会提高SMX的降解。但是在之前的研究中发现，Alcaligenes faecalis和Pseudomonas sp.denitrificans混菌降解SMX的能力不如Alcaligenes faecalis单菌。利用膜生物反应器混菌降解SMX的研究尚未报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种生物降解磺胺甲恶唑的方法。

本发明的第二个目的是提供一种生物降解磺胺甲恶唑的装置。

本发明的技术方案概述如下：

一种生物降解磺胺甲恶唑的方法，包括如下步骤：

(1)种子培养：将保藏编号为CGMCC No.1.767的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis)在种子培养基中培养，得到粪产碱杆菌的一级种子；将粪产碱杆菌的一级种子在种子培养基中培养，得到粪产碱杆菌的二级种子；

将保藏编号为ATCC 13867的脱氮假单胞杆菌(Pseudomonas sp.denitrificans)在种子培养基中培养，得到脱氮假单胞杆菌的一级种子；将脱氮假单胞杆菌的一级种子在种子培养基中培养，脱氮假单胞杆菌二级种子；

(2)降解液配制：按体积比为4-6：1的比例将磺胺甲恶唑生产排放废水与基础无机盐培养基混合配成降解液；

(3)将降解液分别装入第一发酵罐和第二发酵罐中；将粪产碱杆菌的二级种子接入装有降解液的第一发酵罐中，将脱氮假单胞杆菌二级种子接入装有降解液的第二发酵罐中，发酵12-16h；

(4)将第一发酵罐中的发酵液以1-2L/h泵入第一中空纤维膜组件过滤得第一种发酵滤液和过滤后的粪产碱杆菌，第一种发酵滤液持续输入到第二发酵罐；将第二发酵罐中的发酵液以1-2L/h泵入第二中空纤维膜组件过滤得第二种发酵滤液和过滤后的脱氮假单胞杆菌，第二种发酵滤液持续输入到第一发酵罐，持续进行2-3h；将第一种发酵滤液输入第一储罐，第二种发酵滤液输入第二储罐；

(5)用第一储罐内的第一种发酵滤液将过滤后的粪产碱杆菌洗回到第一发酵罐中，用第二储罐内的第二种发酵滤液将过滤后的脱氮假单胞杆菌洗回到第二发酵罐中，发酵。

基础无机盐培养基由下述成分以g/L计组成：FeSO₄·7H₂O 0.05g,MgSO₄·7H₂O 1.20g,(NH₄)₂SO₄ 2.5g,Na₂EDTA·2H₂O 0.09g,CaCl₂·2H₂O 0.060g,Na₂HPO₄ 22.0g,KH₂PO₄20g,葡萄糖5g，醋酸钠5g，自然pH。