[發明專利]一種白腐菌和褐腐菌混合菌群降解印染污水染料和降低COD的方法

在審

• 申請號: 201310652508.5
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103663724A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 賀曉凌;張英豪;王寧;徐磊;葛莉莉;魏東盛
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種混合真菌降解印染污水的方法，具體的說是采用一種白腐菌(Phanerochaete?chrysosporium)和一種褐腐菌(Gloeophyllum?trabeum)混合物處理難降解印染廢水的方法。

背景技術

印染行業是典型的高耗水產業，每年需消耗近億噸的工藝用軟化水。印染廢水來源及污染物成分十分復雜，具有水質變化大、有機物含量高、色度高(主要為有色染料)等特點，直接排放對人類健康和生存環境帶來極大危害，同時造成水資源的浪費。隨著國家和社會對環境保護要求的日益重視和對可持續發展的要求，傳統的處理方法已越來越難以滿足生產和環保的要求。

傳統的物理方法是將粘土、活性炭等多孔物質的粉末或顆粒與廢水進行混合，或讓廢水通過由其顆粒狀物質組成的過濾床，從而實現去除的目的，但是該方法的缺點是產生大量的固體廢物，無法進行下一步處理。常用的化學氧化法的基本原理是選取適當的氧化劑，斷開染料分子中存在的不飽和基團，使之形成更小的無機物和有機物，從而消除染料所具備的發色能力，但是這種方法處理成本高。生物法是利用微生物酶對染料分子進行氧化或還原，從而破壞染料分子的發色基團和不飽和鍵，利用該原理對印染污水進行處理的一種方法，通常包括好氧法和厭氧法。然而，生物處理法具有僅能去除較易降解的有機物、且色度去除率不高的缺點。

褐腐菌與白腐菌具有類似的漆酶基因，它與白腐酶來源的漆酶的特性類似，但對去污劑和強酸的耐受性遠遠高于白腐菌來源的漆酶。在降解木質纖維素的初期分泌大量草酸，在這種條件下漆酶首先將氫醌氧化為氫醌自由基，氫醌自由基才可以通過還原三價鐵螯合物為二價螯合物促進Fenton反應的進行。對褐腐菌降解后木頭成分進行分析，發現木質素單元之間的C-C鍵和C-O鍵被切割，苯甲醛和苯甲酸的含量明顯升高，木質素結構單元苯基甘油含量明顯下降，這種切割作用以前認為只有木質和錳過氧化物酶才能完成，但該菌基因組中沒有類似的基因序列，因此我們認為切割是由漆酶和氫醌介導的Fenton反應產生的羥基自由基完成，即褐腐菌在限氮和限碳條件下可以產生羥基自由基，對難降解物質進行氧化分解。因此褐腐菌不僅在降解木質纖維素方面具有獨特的機制，在降解含酚類及其他難降解污水中有機物方面也具有自己的優勢。代謝早期所分泌的大量草酸可以將林業和農業廢物中的半纖維素降解為容易利用的碳源，而這些固體廢物可以在污水處理過程中作為菌體的固定化材料提高處理效果，它分泌的漆酶還能對水中的酚類化合物進行降解，并作為產生羥基自由基的催化劑，為降解其他非酚類的污染物提供條件。

雖然目前有一些新技術和專利也在白腐菌降解印染污水問題進行了探討，但在褐腐菌降解污染物方面還沒有進行大規模嘗試。還有一些發明嘗試采用直接投加微生物的方法進行生物增效，但是往往微生物活性或數量不足，即使直接投加酶也收效甚微。這些問題依然制約著污泥問題經濟、安全地妥善解決。將白腐菌分泌的多種氧化酶的氧化能力與褐腐菌在限氮條件下分泌草酸和漆酶促進芬頓反應的能力結合起來進行污水處理尚未見報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種使用混合白腐菌和褐腐菌處理印染污水的方法，以經濟高效地為污水處理領域提供去除色度和COD的微生物處理方法。

本發明是這樣實現的：

將褐腐菌和白腐菌菌盤(6個，半徑0.7cm)分別接種于液體種子培養基中靜止培養6天，用破碎機將菌絲進行破碎作為種子液接種，接種量為10％。在發酵培養基中搖瓶培養4天(30℃150rpm)，獲得菌絲球(直徑大約0.5cm)。用NaOH或者鹽酸調整污水pH到7.0，用5毫升移液器(槍頭經過修剪使其直徑在0.8cm左右)，吸取兩種菌絲球直接添加到污水中，接種量為10-50％，室溫靜止培養。

種子液體培養基：麥芽提取物2％，酵母提取物0.2％，葡萄糖2％，121℃高壓滅菌20分鐘。

發酵培養基：NH₄NO₃0.2％，KH₂PO₄0.2％，MgSO₄.7H₂O0.05％，CaCl₂.2H₂O0.1g，葡萄糖2％，108℃高壓滅菌20分鐘。

印染廢水：取自于天津市漢沽化工園區污水處理廠的待處理廢水。

將不同比例的白腐菌和褐腐菌混合后接種到廢水中進行靜置培養，3天后取水樣離心(10000rpm，5min)，測上清液的COD和色度。

下面結合具體實例對本發明做進一步說明。