申请日2015.12.11
公开(公告)日2017.06.20
IPC分类号C12N1/20; C02F3/34; C12P3/00; C12R1/01; C02F103/10; C02F101/20
摘要
本发明提供一种嗜酸硫杆菌，菌种名称为：Thiobacillus ferrooxidans ST-A，保藏单位为中国国家典型培养物保藏中心，地址：武汉大学，保藏日：2015年5月24日，保藏登记号：CCTCC NO：M2015333。利用该菌处理含铁矿山酸性废水，可以在低pH下加速氧化二价铁离子生成三价铁离子;在适宜的pH下，该菌可催化三价铁离子形成施氏矿物(Fe8O8(OH)6(SO4))沉淀，有效回收铁资源，且所回收的含铁沉淀物不会夹带其他有价金属(铜、锌等)，为矿山酸性废水中金属资源化回收提供可操作工艺。
摘要附图
权利要求书
1.一种嗜酸硫杆菌，其特征在于，菌种名称为：Thiobacillus ferrooxidansST-A，保藏单位为中国国家典型培养物保藏中心，地址：武汉大学，保藏日：2015年5月24日，保藏登记号：CCTCC NO：M2015333。
2.用于分离培养如权利要求1所述嗜酸硫杆菌的培养基，其特征在于，配方为：(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，KH2PO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，FeSO4·7H2O 44.22g，0.5mol/L的H2SO410.0ml，990mL蒸馏水、结冷胶30g/L，调pH至1.8。
3.用于富集培养如权利要求1所述嗜酸硫杆菌的培养基，其特征在于，配方为：(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，KH2PO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，FeSO4·7H2O 44.22g，0.5mol/L的H2SO410.0ml，990mL蒸馏水，调pH至1.8。
4.用于富集培养权利要求1所述嗜酸硫杆菌的方法，其特征在于，将如权利要求1所述嗜酸硫杆菌接种入如权利要求2所述的培养基中，在25-45℃的培养温度下，100rpm摇床培养至菌浓度达到108个/mL。
5.一种处理矿山酸性废水回收铁资源的方法，其特征在于：
1)将pH2-3的含铁矿山酸性废水通入生物氧化反应器;
2)将权利要求1所述嗜酸硫杆菌采用如权利要求3所述的方法进行富集培养后，接种至生物氧化反应器;
3)生物氧化反应器出水通入固液分离反应器，用NaOH调节pH至3.2后，加入市售PAM絮凝剂，进行固液分离。
6.如权利要求5所述处理矿山酸性废水回收铁资源的方法，其特征在于，步骤2)中所述嗜酸硫杆菌的接种量为每m3体积2-4L。
7.如权利要求5所述处理矿山酸性废水回收铁资源的方法，其特征在于，所述生物氧化反应器内填料为市售软性填料。
说明书
嗜酸硫杆菌及该菌处理矿山酸性废水回收铁资源的方法
技术领域
本发明涉及微生物技术领域。特别是涉及一种嗜酸硫杆菌(Thiobacillus)属细菌、其培养方法以及利用该菌处理含铁矿山酸性废水并回收铁资源的过程。
背景技术
硫化矿山均存在矿山酸性废水问题，只要黄铁矿暴露在空气中或含溶解氧的地下水与矿石接触，矿石就会缓慢氧化产生二价铁离子。此时，由于pH较高，二价铁离子可迅速氧化成为三价铁离子，而三价铁离子的存在，会加速黄铁矿的氧化过程，并使pH迅速下降，当pH进一步下降至3.5以下，在微生物的催化作用下，会进一步源源不断地产生三价铁离子，并使得黄铁矿等硫化矿的氧化速率进一步提高，并加速产生矿山酸性废水。矿山酸性废水中含高浓度铁离子(500-2000mg/L)，并含有其他有价金属离子(Cu、Zn等)。目前常规处理方法是石灰中和法，该方法产生渣量大，无法回收废水中的铁及其他有价金属，且容易产生二次污染。如何在回收矿山废水中铁资源的过程中不夹带其他有价金属，将是解决矿山酸性废水中金属资源化回收的关键问题。新分离的嗜酸硫杆菌可有效的在低pH下氧化二价铁离子为三价铁离子，在适宜的pH下，该菌可催化三价铁离子形成施氏矿物(Fe8O8(OH)6(SO4))沉淀，该沉淀不会夹带其他有价金属，可实现矿山酸性废水处理过程中铁资源和其他有价金属资源的分步回收。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一株高效的嗜酸硫杆菌菌种，该菌种可有效氧化二价铁离子为三价铁离子，并在适宜的pH下，催化三价铁离子形成施氏矿物(Fe8O8(OH)6(SO4))沉淀。
本发明的第二个目的是提供一种可以富集、分离、培养该细菌的培养基。
本发明的第三个目的是提供一种利用该菌处理含铁矿山酸性废水并回收铁资源的方法。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的：
本发明提供一种嗜酸硫杆菌，菌种名称为：Thiobacillus ferrooxidans ST-A，保藏单位为中国国家典型培养物保藏中心，地址：武汉大学，保藏日：2015年5月24日，保藏登记号：CCTCC NO：M2015333。
该嗜酸硫杆菌可以在低pH下加速氧化二价铁离子生成三价铁离子;在pH3.2时，该菌可催化三价铁离子形成施氏矿物(Fe8O8(OH)6(SO4))沉淀。
本发明还提供用于分离培养如上所述嗜酸硫杆菌的培养基(简称：分离培养基)，配方为：(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，KH2PO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，FeSO4·7H2O 44.22g，0.5mol/L的H2SO410.0ml，990mL蒸馏水，结冷胶30g/L，调pH至1.8。
配置时将结冷胶以外的成分混合均匀后加入结冷胶，调pH1.8，121℃下灭菌25分钟后倒平板。
本发明还提供用于富集培养如上所述嗜酸硫杆菌的培养基(简称：富集培养基)，配方为：(NH4)2SO43.0g，KCl 0.1g，KH2PO40.5g，MgSO4·7H2O 0.5g，Ca(NO3)20.01g，FeSO4·7H2O 44.22g，0.5mol/L的H2SO410.0ml，990mL蒸馏水，调pH至1.8。
配置时将各成分混合均匀，调pH1.8，121℃下灭菌25分钟。
如上所述嗜酸硫杆菌的富集培养方法，将所述嗜酸硫杆菌菌种接种入富集培养基中，在25-45℃的培养温度下，100rpm摇床培养培养至菌液浓度为108个/mL。
本发明还提供一种处理矿山酸性废水回收铁资源的方法，
1)将pH2-3的含铁矿山酸性废水通入生物氧化反应器;
2)将上述嗜酸硫杆菌菌种，采用上述的方法进行富集培养后，接种至生物氧化反应器;
3)生物氧化反应器出水通入固液分离反应器，用NaOH调节pH至3.2后，加入市售PAM絮凝剂，进行固液分离。
进一步地，步骤2)中所述嗜酸硫杆菌的接种量为每m3体积2-4L。
进一步地，所述生物氧化反应器内填料为市售软性填料。
其中在生物氧化反应器底部曝空气，根据含铁矿山酸性废水中铁含量不同，进行曝气量的相应调整。
本发明的有益效果在于：
本发明提供了一株嗜酸硫杆菌菌株ST-A，该菌可以在低pH下加速氧化二价铁离子生成三价铁离子;在适宜的pH下，该菌可催化三价铁离子形成施氏矿物(Fe8O8(OH)6(SO4))沉淀，经固液分离沉淀物，实现了矿山酸性废水中铁资源的回收。
