一种天然气生物脱硫菌群的筛选方法

摘要

本发明涉及一种天然气生物脱硫菌群的筛选方法；分别采集天然气净化厂硫磺回收装置附近被硫磺污染的土壤和污水处理工段的活性淤泥；将样品放入无机营养液中进行厌氧微生物富集培养，培养温度35℃；将富集培养液进行3级诱导驯化的液体培养；以NaHS浓度和压力作为诱导驯化因子，定向筛选得到满足天然气生物脱硫要求的微生物菌群；本方法大大加快了脱硫微生物的生长速度；与传统筛选方法相比，具有操作流程简单，筛选目标明确，筛选效率高等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及天然气生物脱硫技术领域，具体地说是一种天然气 生物脱硫菌种的快速筛选方法。

背景技术

在众多天然气处理的技术中，生物脱硫是天然气净化的一种新 手段。它能在常温常压下利用微生物的代谢过程进行脱硫，其间既不 需要价格昂贵的处理溶液和催化剂，也没有产生大量处理废弃物，操 作条件温和，流程简单，操作费用较低，非常满足目前天然气工业对 脱硫过程的要求。从研究现状来看，虽然国外已经形成了天然气生物 脱硫的初步工艺技术，但并未涉及天然气脱硫菌种的筛选方法。

脱硫微生物的筛选是开展天然气生物脱硫研究的首要任务和前 提条件。以往人们筛选菌种都是采用的如已公开的中国专利申请 200810064468中所描述的平板分离法。由于脱硫微生物属于化能自 养型，在固体平板培养基上生长非常缓慢，在长时间培养过程中固体 培养基水分蒸发过度，致使菌体周围盐度加大，渗透压升高，从而形 成的菌落极其微小。并且，传统方法是对这些小的菌落逐一验证每株 细菌的转化能力，这种筛选方法工作强度大、筛选效率低，而且容易 忽略生长较为缓慢的目标菌，。同时，目前常规筛选方法没有针对天 然气生物脱硫特殊工况条件，对硫化物耐受性和压力驯化的具体措施 和实施细则尚未涉及。

发明内容

本发明的目的是提供一种从环境样品中快速筛选天然气生物脱 硫菌群的方法。本方法针对天然气生物脱硫工艺特点，以NaHS浓度 和压力作为诱导驯化因子，始终采用液体培养技术，大大加快了脱硫 微生物的生长速度，克服来传统平板培养的脱硫微生物生长缓慢的弊 端，快速定向高效地筛选到优良的天然气生物脱硫菌群。

本发明所述的一种天然气生物脱硫菌群的快速筛选方法。其特 征在于，步骤依次为：样品采集及预处理、厌氧富集、诱导驯化、性 能考察，最后得到优良的脱硫微生物。

①样品采集及预处理的具体方法是：分别采集天然气净化厂硫 磺回收装置附近被硫磺污染的土壤和污水处理工段的活性淤泥。土壤 样品需过60目筛，活性淤泥离心取沉淀。

②厌氧富集的具体方法是：将样品加入装有无机营养液的厌氧 培养瓶中，厌氧培养瓶置于恒温磁力搅拌器上，并外接混合气源。培 养温度35℃，搅拌培养7d。其中无机营养液的组成包含碳源、氮源 及缓冲离子。混合气组成为：90％N₂+10％CO₂。

③诱导驯化的具体方法是，将富集培养液进行3级诱导驯化的 液体培养：

一级诱导驯化：将50ml富集培养液加入装有等体积，浓度为 0.04g/LNaHS的密闭耐压容器中，充入氮气至压力为2MPa， 静止2d后，按10％的接种量转入装有上述无机营养液的培养瓶 中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。

二级诱导驯化：将50ml一级诱导驯化的培养液加入装有等体 积，浓度为0.08g/LNaHS的密闭耐压容器中，充入氮气至压力 为3MPa，静止2d后，按10％的接种量转入装有无机营养液的 培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。

三级诱导驯化：将50ml一级诱导驯化的培养液加入装有等体 积，浓度为0.12g/LNaHS的密闭耐压容器中，充入氮气至压力 为4MPa，静止2d后，按10％的接种量转入装有无机营养液的 培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。

④性能考察的具体方法是：将三级诱导驯化后的菌液在3L无 机营养液中扩大培养5d后，通入一定浓度的H₂S气体，分析进气H₂S 浓度和出口H₂S浓度，确定其净化效果。

本发明是提供一种天然气生物脱硫菌种的快速筛选方法，克服 传统脱硫微生物筛选方法的不足，可定向筛选样品中的符合天然气脱 硫基本要求的微生物。因此，和现有技术相比，本发明具有以下突出 的特点：

①本发明涉及的筛选方法始终采用液体培养技术，大大加快了 脱硫微生物的生长速度，克服了传统平板培养的脱硫微生物生长缓慢 的弊端。

②依据天然气脱硫对微生物的要求，利用厌氧富集、压力和硫 化物耐受性诱导步骤，定向筛选符合天然气现场处理工况条件的菌 种。

③与传统筛选方法相比，本发明所述方法流程简单，工作量小， 周期短，比已公专利方法缩短了10-15天。

具体实施方式

实施例1：

硫磺污染的土壤中天然气生物脱硫菌群的筛选：

取天然气净化厂硫磺回收装置附近被硫磺污染的土壤(15-20 cm)，过60目筛，将称取5g过筛细粒土壤样品加入装有无机营养液 的厌氧培养瓶中，厌氧培养瓶置于恒温磁力搅拌器上，并外接混合气 源。培养温度35℃，搅拌培养7d。其中无机营养液的组成包含碳源、 氮源及缓冲离子。混合气组成为：80％N₂+20％CO₂。

将培养液加入装有等体积，浓度为0.04g/LNaHS的密闭耐压容器 中，充入氮气至压力为2MPa，静止2d后，按10％的接种量转入装有 无机营养液的培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。培养完成 后，取出50ml培养液加入装有等体积，浓度为0.08g/LNaHS的密 闭耐压容器中，充入氮气至压力为3MPa，静止2d后，按10％的接种 量转入装有无机营养液的培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。 培养完成后，将50ml培养液加入装有等体积，浓度为0.12g/LNaHS 的密闭耐压容器中，充入氮气至压力为4MPa，静止2d后，按10％的 接种量转入装有无机营养液的培养瓶中，封口。150rpm，30℃培养5d。

把培养好的菌液在3L无机营养液中扩大培养后，进行脱除硫化 氢实验，在民用天然气中配入一定浓度的H₂S气体作为原料气，将原 料气通入3L培养液中，分析进气H₂S浓度和出口H₂S浓度，确定其 净化效果，实验结果见表1。

表1从硫磺污染土壤中筛选的菌群对天然气中H₂S的净化效果

实施例2：

天然气净化厂污水处理工段活性淤泥中脱硫菌群的筛选：

取天然气净化厂污水处理工段活性淤泥，10000rpm离心15min 后，取适量沉淀加入装有无机营养液的厌氧培养瓶中，厌氧培养瓶置 于恒温磁力搅拌器上，并外接混合气源。培养温度35℃，搅拌培养7

d。其中无机营养液的组成为：其中无机营养液的组成包含碳源、氮 源及缓冲离子。混合气组成为：90％N₂+10％CO₂。

将培养液加入装有等体积，浓度为0.04g/LNaHS的密闭耐压容器 中，充入氮气至压力为2MPa，静止2d后，按10％的接种量转入装有 无机营养液的培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。培养完成 后，取出50ml培养液加入装有等体积，浓度为0.08g/LNaHS的密 闭耐压容器中，充入氮气至压力为3MPa，静止2d后，按10％的接种 量转入装有无机营养液的培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培养2d。 培养完成后，将50ml培养液加入装有等体积，浓度为0.12g/LNaHS 的密闭耐压容器中，充入氮气至压力为4MPa，静止2d后，按10％的 接种量转入装有无机营养液的培养瓶中，纱布封口。150rpm，30℃培 养2d。

把培养好的菌液在3L无机营养液中扩大培养5d后，进行脱除 硫化氢实验，在民用天然气中配入一定浓度的H₂S气体作为原料气， 将原料气通入3L培养液中，分析进气H₂S浓度和出口H₂S浓度，确 定其净化效果，实验结果见表2。

表2从活性淤泥中筛选的菌群对天然气中H₂S的净化效果