Штамм бактерий аrтнrовастеr sp., используемый для очистки сточных вод от диоксана

 

Изобретение относится к микробиологической очистке сточных вод и касается нового штамма бактерий, который предназначен для биодеструкции ксенобиотиков. Целью изобретения является получение штамма бактерий ARTHROBACTER SP. ВКПМ В-4209(126), обладающего деструктивной активностью по отношению к диоксану. Штамм за 26 ч культивирования полностью разгружает 300 мг/л диоксана, используя его в качестве единственного источника углерода. 1 табл.

(:,?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОЫРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГИНМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382437/31=13 (22) 19.02.88 (46) 15„04.90, Бюл. 1 14 (71) Институт коллоидной -химии и химии воды им, A,Â,Äóìàíñêîrî

AH УССР (/2) П,И,Гвоэдяк, Г,Н,Дмитренко и Н.Ф,Могилевич (53) 663.15(088.8) (56) Поруцкий Г, В Биохимическая очистка сточных вод органических производс fÂ, Мр е Химия, 1 975 с. 253, Авторское свидетельство СССР

1l- 1440916, кл. С 02 Г 3/34, !986.

Изобретение относится к микробиологической очистке сточных вод и касается нового штамма бактерий, который предназначен для биодеструкции ксенобиотиков, Цель изобретения - получение штамма бактерий АгсМоЬаcrer sp. ВКПИ

B-4209 (126), обладающего деструктивной активностью по отношению к ди= оксану, Для получения штамма — деструктора диоксана -" проведена адаптация микроорганизмов, отобранных иэ природных субстратов и не подвергавшихся ранее воздействию диоксана, к постепенно увеличивающимся концентрациям диоксана, Для этого 20 г почвы и 20 мл активного ила помещают в колбу Зрленмейера объемом 500 мл, Туда же вносят 200 мл минерального раствора, содержащего 1 мг диоксана (у) С 02 F 3/34 С 12 И 1/20

2 (54) ШТМЯ БАКТЕРИИ ARTHROBACTER SP, ИСПОЛьЗУЕЬЬИ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ

ВОД ОТ ДИОКСАНА (57) Изобретение относится к микробиологической очистке сточных вод и касается нового штамма бактерий, ко- торый предназначен для биодеструкции ксенобиотиков, Целью изобретения является получение штамма бактерий

Arrhrobacr.er sp. ВКПБ В-4209(l 26), обладающего деструктивной активностью по отношению к диоксану. Штамм эа 26 ч культивирования полностью раэгр -жает 300 мг/л диоксана, используя ere в качестве единственного источника углерода, 1 табл.. (5 мг/л) и волокнистую эагрузку— капроновое волокно — для прикрепления микроорганизмов ° Культивируют на качалке (150 об/мин) при 30 С,После разрушения диоксана жидкость выливают н в колбу с носителем вносят свежую среду с 10 мг/л ксенобиотика, Разрушение диоксана осуществляют закрепившиеся на волокне микроорганизмы„ По мере деструкции вец(ества концентрацию его в каждом последующем пассаже увеличивают до 20, 40, 80, 120, 150, 200, 250, 300 мг/л. Такая ацаптация приводит к селекции микроорганизмов по деструктивным и адгезионным свойствам, что важно в практике водоочистки, Диоксан в среде определяют по методу, основанному на окислении диоксана йодной кислотой с образованием формальдегида, который опре"

1557109 деляют колориметрически по реакции с хромотропной кислотой, Выделение штамма - деструктора диоксана - осуществляют на плотной синтетической(среде, содержащей, г/л: KH РО О, 2; К НРО О, 2; NH„NOg

0,1; МАЗО 0,05; РеЯО+ 0,01» СаС1г, МпЯО следы, диоксан 0,3; агар-агар

17,5; дистиллированная вода до 1 л, рН 7,1, Для этого из колбы, в которой произошло разрушение 300 мг/л диоксана, отбирают 0,1 мл культуральной жидкости, разводят ее стерильной водопроводной водой в соотношении

1.10, 1.100, 1,1000, 1.10000 и из каждого разведения высевают микроорганизмы на плотную среду в пяти повторностях, Культивируют в чашках

Петри в термостате при 30 С, Выросшие отдельные колонии микроорганизмов шестикратно пересевают на плотной среде, изучают деструктивную активность и идентифицируют.

Штамм хранят на плотной среде под слоем ваэелинового масла, пере севают 1 раэ в год, Можно хранить также в лиофильно высушенном состоянии, Штамм Arthrobacter sp. (126) депонирован во Всесоюзной коллекции промышленных микроорганизмов под номером HKIIM В-4209 и.имеет следующую характеристику, Культурально-морфологические свойства, В молодом возрасте (18 ч) клетки морфологически разнообразны, В основном - палочки, длина колеблется 17 мкм, ширина 1 мкм, Некоторые клетки образуют различные главным образом У-образные сочетания, характерные для коринеформных микроорганизмов,.Иногда встречаются разбухшие и искривленные палочки, В 48-часовой культуре клетки, в основном, кокко. видные диаметром около 1 мкм, На

MIA с 7Х глицерина образуются длинные нити, достигающие 100 мкм, На синтетической среде клетки еще более полиморфны. Иного нитевидных форм, встречаются крупные разбухшие клетки сферической и вытянутой структуры, которые значительно крупнее клеток, выросших на ИПА.

Культура грамположительная, с возрастом грамвариабельная, Ha MIIA образует мелкие 2-3 мм колонии с маслянистой консистенцией, гладкие, блестящие, слабо-розового цвета, MIIB - слабое помутнение среды, 5 осадок, небольшая пленка, кольцо, Культура неподвижна, Физиолого-биохимические признаки, Слабо утилизирует фруктозу и глюкозу, не потребляет арабинозу, галактозу, ксилозу, лактозу, мальтоэу, маннозу, глицерин, инозит, инулин, соли молочной, винной, уксусной кислот, Слабый рост на цитрате, Использует аммонийный, нитратный азот .

Способ к денитрификации, Не разжижает желатин, не гидролизует крахмал, образует уреазу, не содержит лецитиназу, не пептонизирует молоко, При росте на МПБ выделяет сероводород, Иэ синтетических веществ, относящихся к кислородсодержащим гетероциклам, кроме диоксана, культура ис25 пользует в качестве источника углерода тетрагидрофуран (тетраметилена оксид), морфолин (тетрагидро-1,4-оксазин), малеиновый ангидрид (ангидрид этилен-1,2-цис-дикарбоновой кислоты}, дает слабый рост на фталевом ангидРиде (ангидРидэ о-бензилдикар боновой кислоты), Однако из всех испытанных циклических эфиров лучшим субстратом является диоксан, Штамм за 26 ч культивирования полностью разрушает 300 мг/л диоксана, используя его в качестве единственного источника углерода, Деструктивную активность штамма изучают на синтетической среде следующего состава, г/л: КН РОд 0,2;

К НРО 0,2; НН„БОз 0, 1; МЯЯ04 20,05;

FeS0 0,01; CaCl, ИпЯО следы, диоксан 0,3, дистиллированная вода до

45 1 л рН 7у1ь

Периодическое культивирование осуществляют на качалке при 30 С и кона центрации клеток IÎII в мл, Оптимальная культура для роста

50 * штамма 28-32 С слабый рост наблюУ дается при 35 С, при 37 С роста нет.

Оптимум рН для роста 6,8-7,3..В слабощелочной среде (рН 8) штамм растет быстрее, чем в слабокислой (рН 6).

Аэроб»

Штамм непатогенен.

Пример 1 ° Перйодическое культивирование штамма проводят на питательной среде следующего состава, 1557109

20 г/л: КН РО+ 0,2; КгНРО 0,2; NH Ю

О, 1; 0880 О, 05; FeSO 0,01; CaCl

ISO+ следы, дистиллированная вода до 1 л, рН 7, 1, Диоксан добавляют в концентрации 100, 200, 300, 400, 500 мг/л, Инкубирование проводят в термостате при 30 С на качалке в колбах объемом 750 мл с 250 мл среды.

Контроль разрушения диоксана культурой осуществляют колор метрически, В качестве посевного материала служат клетки штамма, выращенные при 30 С на плотной синтетической среде с диоксаном„

При исходной концентрации диоксана в среде 100, 200, 300 мг/л деструкция его штаммом начинается сразу и заканчивае-..ся через 10, 16 и

26 ч соответственно, Псвышение ис= ходной концентрации до -00-500 мг/л приводит к лизису клеток. При этсм деструкции диоксяна нс происходит, Таким образом, выделеннь и штамм ис пользует диоксэн в качестве единственного источника углерода и энергии при содержании его в срсде до 300 мг/л, " р и м е р 2. Непрерывное куль=. тивирование штамма осуществляю1 на реальной сточной воде производства диметилдиоксаня, .одержащей 2,5=

3 г/л диоксаня, В сточную воду добавляют необходимые минеральные ве-. щества, г/л: КН,РО, 0,5; K HPO„ 0,5;

%I N0p 0.,3; gSOq 0,15; FeSOg 0,03;

CaClz и NnSO по 0,01, Процесс осуществляют в биореакторе с загрузкой из капронового волокна с восходящим потоком жидкости, Использование такой установки позволяет очищать сточную воду без ра"-бавления, так как при поступлении воды в биореак-тор происходит разбавление диоксана и его концентрация в установке не превышает 0,002-0,003 г/л, Посевным ма гериялом служат выращенные в жидкой среде в колбах клетки, также закрепленные адгезией на капроновом волокне, Температуру культивирования поддерживают в диапазоне 28-30 С, аэрацию — 0,4 л/л мин, Эффективность работы биореактора приведена в таблице.

Из данных таблицы видно, что полное разрушение диоксана в сточной воде штаммом BKIIM В-.4209 при непрерывном культивировании происходит при исходной концентрации 2000 мг/л и скорости разбавления 0,06 ч - .

ХПК при этом снижается íà 98%, что свидетельствует о деструкции ксенобиотика без накопления промежуточных продуктов, увеличение скорости разбавления до 0,08 ч приводит к ухудшению очистки, Диоксан разрушается на 96%, М1К снижается ня 92%, Кроме диоксана в реальной сточной воде производства диметилдиоксана содержатся в незначительных количествах этиленгликоль, метанол, метиламин, следы диметилдиоксана, Суммарная концентрация этих компонентов не превышает 40 мг/л, В стоке содержатся также сульфаты (300-400 мг/л) и хлориды (до 150 мг/л). В процессе очистки указанные органические компоненты стока метаболизируются микроорганизмами практически полностью.

Заметного изменения концентрации присутствующих в сточных водах минеральных компонентов не происходит.

Таким образом, сточные воды производства диметилдиоксана могут быть эффективно очищены микробиологическим методом с гомощью штамма — де структора АгаЬгоЬассег sp. ВКПМ

В=4209.

Формула.изобре*ения

Штамм бактерий Arthrobact.er sp.

ВКПМ В-4209, используемый для очист-. ки сточных вод от диоксана, 1557109

Характеристика деструктивной активности штамма Arthrobacter sp. 126

ВКПМ В-4209 при непрерывном культивировании

350

2000

Составитель Л,Минеева

Техред II.Îëèéíûê Корректор С .Черни

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 695 Тираж 793 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

2000

Скорос.ть

0

0

Скорость

80 разбавления 0,06 ч

100 1200

100 2200

100 3250

100 4300 разбавления 0,08 ч

98,5

98,2

98