[发明专利]一种硫氧化菌培养和活性强化方法及应用

说明书

本发明提供了一种硫氧化菌培养和活性强化方法及应用，所述硫氧化菌的培养方法包括将硫氧化菌接种于液体培养基中进行培养；其中，所述液体培养基中Na⁺的浓度为1.0M‑2.5M，SO₄^2‑的浓度为10g/L‑100g/L。本发明在硫氧化菌培养基中添加适量的SO₄^2‑，对硫氧化菌的生长和硫氧化菌的硫转化能力具有促进作用，随着SO₄^2‑浓度的升高，硫氧化菌的生长速率加快，脱硫效率提高；添加的SO₄^2‑引发了硫氧化菌在基因转录水平和蛋白翻译水平上的调整，更加有利于硫氧化菌在高盐环境下生长和进行硫物质的转化。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种硫氧化菌培养和活性强化方法及应用，尤其涉及一种嗜盐嗜碱硫碱弧菌培养和活性强化方法及应用。

背景技术

硫化氢是一种剧毒、强腐蚀性气体，具有恶臭气味，广泛存在于天然气、沼气以及炼化厂的废气和废水中。硫化氢对钻井设备和运送管道有严重腐蚀作用，在极低浓度泄露的情况下对人体有致死作用，其氧化产物二氧化硫对大气有污染作用。近年来，随着我国冬季采暖煤改气、煤改电政策的实施，天然气成为越来越重要的清洁能源；此外，天然硫磺的存储量有限，主要通过氧化硫化氢制备得到，硫化氢是生产硫磺的重要原料。因此，以硫化氢为原料制备单质硫，不仅解决了污染问题，而且节约了能源。

目前，硫化氢的去除方法主要包括物理法、化学法和生物法，其中，应用较为广泛的为物理法和化学法，包括有机溶剂吸收法，多孔材料吸附法，碱性溶液或固体吸收法，以及氧化剂氧化法等。生物脱硫是指在常温常压下，采用微生物将S^2-转化为单质硫，或进一步氧化为硫酸盐的方法。与物理法和化学法相比，生物脱硫方法具有设备简单、反应温和、操作简捷、脱除效率高和无二次污染等优点。然而目前工业中采用的嗜中性pH、低盐度耐受的脱硫微生物存在硫化氢吸收量少和高盐离子不耐受等缺点。

嗜盐嗜碱多能硫碱弧菌属于光合硫细菌中紫色硫细菌一类，是一种革兰氏阴性菌，从盐碱土壤中分离得到，可以在pH为7-11、钠离子为0.3-4M的环境中生长，但是随着盐浓度和pH值的升高，硫碱弧菌的生长速率同样会受到抑制。嗜盐嗜碱多能硫碱弧菌是一种化能自养型微生物，以二氧化碳为碳源，硫化钠或硫代硫酸钠等硫物质为电子供体，在氧化硫物质的过程中产生单质硫或硫酸盐。相比于其他生物脱硫微生物，嗜盐嗜碱多能硫碱弧菌对高盐高碱环境具有耐受性，克服了传统脱硫微生物脱硫率低的缺陷，但是存在生长速度慢的缺点，增加氧气量可以加快嗜盐嗜碱多能硫碱弧菌的生长速率，但会降低单质硫的回收率，造成硫酸盐大量积累，形成二次污染。

CN 104857842 A公开了一株嗜盐嗜碱性硫氧化菌及其在气体生物脱硫-硫回收中的应用，所述嗜盐嗜碱性硫氧化菌具有在高盐高碱条件下(pH11.0，4.0M Na⁺)氧化硫化物产单质硫的能力，单质硫产率90％，硫磺纯度99％。在较宽pH和盐度范围内(pH9.0～12.0，0.5～4.0M Na⁺)保持稳定的该能力，可处理3,000mg/L的硫化物，该菌株在气体生物脱硫-硫回收中具有很好的应用。然而，如何提高嗜盐嗜碱性硫氧化菌的生长速度和脱硫速率，该专利并未公开。

因此，如何在高浓度、高pH的条件下提高硫碱弧菌的硫转化效率，是生物脱硫技术领域亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫氧化菌培养和活性强化方法及应用，所述硫氧化菌培养于添加有硫酸根离子的培养基中，生长速率和脱硫效率均得到提高和增强。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种硫氧化菌的培养方法，所述方法包括将硫氧化菌接种于液体培养基中进行培养；