[發明專利]一種利用混和生物質發酵產酶處理染料廢水的方法

無效

• 申請號: 201210008742.X
• 申請日: 2012-01-12
• 公開（公告）號: CN102583769A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 嚴金平;牛杰振;伊日布斯
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F103/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種利用混和生物質發酵產酶處理染料廢水的方法，屬于環境治理領域。

背景技術

剛果紅、苯酚紅、溴酚藍、結晶紫和孔雀綠等合成染料是生物學實驗室常用染料，廣泛的應用于細胞特征結構染色、酶的生理生化特性研究以及細胞、個體毒理學研究等。它們化學性能穩定，具有極強的致畸、致癌、致突變的“三致”作用。染料污水如果不經處理，排放到中性環境中，能引起水體pH的變化，COD和TOC的增加，甚至導致生態危機的發生。染料吸收陽光，降低水體透射率，造成陽光不能投射到水底或投射到水底陽光強度極低，同時降低氧氣在水中的溶解度，從而影響水生生物的光合作用。污水中金屬離子等物質影響水生生物的生長發育。因此，對含以上合成染料的廢水進行處理關乎環境安全和生態安全。

傳統染料污水處理法主要是物理-化學法，包括薄膜過濾、凝結、吸附、電解、電-芬頓法、濕空氣法、臭氧法等處理染料污水，這些方法的缺點是不能破壞染料結構、處理成本高、時間長、工藝復雜、效率低、染料專一性強，不利于含有多種染料污水的處理、高能量投入處理后產生大量污泥及其毒性副產物，還可能引起二次污染。由于傳統處理工藝的缺陷，探尋高效、清潔環保的染料脫色技術是一項迫切的任務。

利用白腐菌產生的木質素降解酶系，對染料污水進行生物處理，是染料污水處理的一個趨勢。這類絲狀真菌產生的可分泌到胞外的、非底物專一性的木質素氧化酶系具有對多種有機物和染料氧化降解的能力，尤其是漆酶，該酶具有廣泛的作用底物，可以氧化降解多種酚類化合物及其衍生物以及芳香胺，以分子氧作為最終電子受體而不是過氧化氫，在生物技術許多領域具有潛在應用價值。

麥稈、稻稈、稻殼、鋸末、玉米芯、棉籽殼等農業廢棄物是白腐真菌發酵產酶的天然誘導物，且由于它們在纖維素、半纖維素、木質素、果膠、色素、蛋白質和多酚類物質等組成上的不同，以它們作為發酵基質時，白腐菌產酶酶系組成上會有很大的差異。由于不同酶及其比例在染料處理中的作用不同，因此對染料廢水的處理效率也會有差異。栓菌屬是白腐菌的一個大的類群，其分泌木質素降解酶的種類、比例及其產量與菌株、培養基組分和培養條件有關。

目前Trametes?versicolor，Trametes?trogii，Phanerochaete?chrysosporium等中的多個株系被用于木質素降解酶的產生和有色、有毒物質的解毒和脫色研究。但其發酵基質多為葡糖糖、蔗糖、淀粉等單一成分試劑，或者是利用單一的農業廢棄物成分，如麥稈、稻稈、稻殼、鋸末、玉米芯、棉籽殼等。因此，不能有效的發揮不同農業廢棄物成分在誘導產酶上的優勢，不利于優化木質素降解酶系的組成和提高其酶解效率。

發明內容

本發明目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用混和生物質發酵產酶處理染料廢水的方法，該方法利用能產生木質素降解酶系白腐菌為發酵產酶菌株，采用棉籽殼、水稻秸桿或其任意比混合的基質，作為發酵底物，對木質素降解酶進行誘導，獲得最佳木質素降解酶系，并提取和分離制備粗酶液，用于染料廢水的脫色處理，從而獲得染料污水最佳脫色效果。

本發明通過以下步驟實現：

（1）菌種種子的培養

將菌種接種到麥芽汁培養基（MEA）或馬鈴薯葡萄糖瓊脂斜面培養基（PDA）上，30-37℃下培養6-10天后獲得斜面種子，將斜面活化后的種子接種到麥芽汁培養基或PDA培養基上擴大培養，30-37℃下培養2-15天，即得固體發酵種子；

麥芽汁培養基（MEA）：麥芽提取物20g，葡萄糖10g，15g瓊脂，1L蒸餾水，自然pH；

PDA培養基：土豆200g，葡萄糖20g，瓊脂15g，1L蒸餾水，自然pH或4.5；

（2）發酵產酶

將固體發酵種子接種到固體發酵基質中，接種量按每5g基質接種4片菌塊（菌塊直徑1cm），35-55℃下培養7-21天；

（3）粗酶液的提取制備

在固體發酵基質發酵至7-21天時，取適量固體發酵基質用于粗酶液的提取，按每1克固體發酵基質添加3-50ml液體的比例，在固體發酵基質中添加無菌水或0.1M檸檬酸鈉磷酸緩沖液，混勻后室溫250rpm攪拌30min后，再10000rpm離心10min，取上清液即得粗酶液；