[发明专利]一种硫细菌的富集培养方法

说明书

本发明公开了一种硫细菌的富集培养方法。该方法包括：（1）确定培养体系DO浓度的上限值DOmax及相应的曝气量Q；（2）确定硫细菌最佳生长状态期的溶解氧浓度记为DOtop；（3）在硫细菌培养过程中，当DO浓度上升到30%‑40%DOmax，则启动补料系统，当DO下降15‑25个百分点时停止补料系统，当溶解氧浓度低于2%DOmax并持续10‑20分钟后，按培养体系内菌水混合物总体积的5%‑10%排出部分菌水混合物；如此循环，直至培养过程结束。本发明方法可以实现菌体的自动控制培养、实现快速生长繁殖，所获得的硫细菌活性高，可以实现终产物为单质硫的硫杆菌的快速生长繁殖，解决污水处理场硫化物污染的同时不会产生新的污染源。

技术领域

本发明属于环境微生物领域，具体地说涉及一种硫细菌的富集培养方法。

背景技术

自养微生物包括光能自养和化能自养两类。其中污水处理过程中的好多细菌均属于化能自养微生物，主要从氧化无机物获得能量，并借助于氧化所放出的能量产生ATP同化二氧化碳，制造合成细胞所需要的营养物质。因此这类微生物生长缓慢，世代时间长，增值速度慢，不容易快速培养，在工业上大规模应用存在难度。因此对于自养微生物来说，除了研究营养物质的投加量和投加方式外，在pH、温度和溶解氧（DO）等培养条件方面也开展了大量研究工作。

在化能自养微生物培养过程中，溶解氧不单单在微生物生长繁殖过程中作为电子受体，还是影响氧化产物形式的关键因素，如硝化细菌，在不同的溶解氧浓度条件下，氧化产物可以是NO^2-也可以是NO^3-；好氧硫细菌，在不同的溶解氧浓度条件下，氧化产物可以是S也可以是SO₄^2-，因此溶解氧在整个微生物生长繁殖过程中非常关键。培养液中溶解氧的实质是氧在培养液中的溶解浓度，其高低是培养体系的供氧能力和生物需氧程度所决定的。

现有技术都是根据体系的好氧和兼氧情况，将溶解氧控制在一定的范围，为微生物的生长提供所需的溶解氧浓度，所涉及的补料方法主要是根据底物的利用情况进行底物的适量补充，为微生物的生长提供所需的底物浓度，各控制参数之间的适配性不佳，微生物活性有待提升。

现有污水处理场产生的硫化物如果控制不好又进一步产生硫酸盐，增加了污水的盐度，进而增大细胞渗透压，造成细菌的细胞膜和细胞壁产生蛋白质盐溶现象。因此如何调控培养过程实现能够以单质硫为终产物的硫细菌的快速培养非常关键。

现有技术中，关于硫细菌的培养仍处于探索阶段，并没有涉及微生物的自动控制培养。CN106635866A公开了一种排硫硫杆菌及高活性培养的方法，主要是将自养培养基和保护剂于容器中配置混合培养基进行培养，能有效避免化能自养培养基中无机盐对排硫硫杆菌细胞膜和细胞壁产生的蛋白质岩溶现象，降低菌体死亡率提高菌体活性。该方法虽然实现了排硫硫杆菌的高活性培养，但是培养液中的主要基质硫化物是一次性高浓度（S^2-的浓度大于1800mg/L）配置，高浓度的S^2-势必对细菌生长产生一定的影响，同时也没有实现自动控制快速培养。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种硫细菌的培养方法。本发明方法可以实现菌体的自动控制培养、实现快速生长繁殖，所获得的硫细菌活性高，可以实现终产物为单质硫的硫杆菌的快速生长繁殖，解决污水处理场硫化物污染的同时不会产生新的污染源。

本发明提供的一种硫细菌的富集培养方法，包括：

（1）确定培养体系DO浓度的上限值DOmax及相应的曝气量Q；

（2）确定硫细菌最佳生长状态期的溶解氧浓度记为DOtop；

（3）在硫细菌培养过程中，当DO浓度开始呈现上升趋势，且上升到30%-40%DOmax，则启动补料系统，当DO下降15-25个百分点时停止补料系统，当溶解氧浓度低于2%DOmax并持续10-20分钟后，按培养体系内菌水混合物总体积的5%-10%排出部分菌水混合物；如此循环，直至培养过程结束。