申請日2014.02.13
公開(公告)日2015.04.22
IPC分類號C02F3/34
摘要
本發(fā)明公開了一種利用細(xì)菌高效降解染料廢水中的偶氮染料的方法，該方法的具體步驟如下：(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6接種于LB培養(yǎng)基中，在25-35℃條件下，轉(zhuǎn)速為150-200rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲得大量菌體;(2)將過夜培養(yǎng)物以2-8%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水中，靜止培養(yǎng)脫色，脫色pH為3.0-7.0，溫度為5-45℃，脫色培養(yǎng)時間為4h以上。本發(fā)明的方法在酸性和較高溫(40℃左右)條件下，對甲基橙的脫色率仍較高。此外，多數(shù)金屬離子對脫色無顯著影響，且該菌株對1000mg/L的染料培養(yǎng)48h后的脫色率仍可達(dá)到近90%，脫色效果較好。因此，菌株DH-6與傳統(tǒng)方法相比，能夠更加高效低耗地降解偶氮染料，對環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，且對環(huán)境不產(chǎn)生二次污染，研究價值和應(yīng)用前景更廣闊。
權(quán)利要求書
1.一種利用細(xì)菌降解染料廢水中的偶氮染料的方法，其特征在于：該方法的具 體步驟如下：
(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6，保藏編號：CCTCC NO：M 2013653，接種于 LB培養(yǎng)基中，在25-35℃條件下，轉(zhuǎn)速為150-200rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲 得大量菌體;
(2)將過夜培養(yǎng)物以2-8%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水中，靜止培 養(yǎng)脫色，脫色pH為3.0-7.0，溫度為5-45℃，脫色培養(yǎng)4h以上。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)中，培養(yǎng)溫度為30℃。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)中，轉(zhuǎn)速為180rpm。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(1)中，過夜培養(yǎng)后獲得的培 養(yǎng)物中菌體的濃度為1.0-2.0g/L。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中，過夜培養(yǎng)物以5%的 接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水中。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中，染料廢水中含有偶氮 染料的濃度小于等于1000mg/L。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中，溫度為30℃。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：步驟(2)中，脫色培養(yǎng)8h以上。
說明書
一種利用細(xì)菌降解染料廢水中的偶氮染料的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用細(xì)菌降解染料 廢水中的偶氮染料的方法。
背景技術(shù)
偶氮染料是生產(chǎn)和使用量最大的一類染料，且染料本身或其降解 產(chǎn)物的生物毒性較大，因此，國內(nèi)外多數(shù)染料降解研究都是以偶氮染 料的降解為主，降解方法涉及到鐵碳還原、Fenton氧化、臭氧氧化和 光催化氧化等多種物理和化學(xué)方法，以及好氧、兼氧和厭氧微生物降 解等生物方法。其中理化處理技術(shù)由于存在成本較高、效率低、易產(chǎn) 生二次污染且底泥難以處理等缺陷，極大的阻礙了其廣泛應(yīng)用，而生 物處理方法由于處理費(fèi)用低、無二次污染、環(huán)境友好、操作簡單等優(yōu) 點而受到越來越多的關(guān)注和研究。
微生物降解偶氮染料正在成為環(huán)境領(lǐng)域中的研究熱點。通過馴化或者 篩選高效、廣譜的染料降解微生物，將有毒染料轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物，與 傳統(tǒng)的方法相比，微生物降解成本更低，污泥更少，產(chǎn)物無毒或者礦 化，需水量更少。目前為止，已發(fā)現(xiàn)的能夠降解偶氮染料的真菌以白 腐真菌黃孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)的研究最為 廣泛。但真菌生長較慢，需要接種大量菌種才能獲得較大生物量，降 解效率不高，而且真菌降解染料多屬于次生代謝，其降解相關(guān)酶需要 培養(yǎng)很長時間才能產(chǎn)生，產(chǎn)量也很低。與真菌相比較，細(xì)菌具有生長 較快，容易獲得大量生物量，且易產(chǎn)生大量降解相關(guān)酶，對染料的降 解效率也較高等優(yōu)勢，因此，一直受到環(huán)境工作者的青睞。早在20 世紀(jì)70年代，Horitsu et al.(1977)就分離出了一株能夠降解偶氮染 料的枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)，隨后，又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)氣單胞菌屬 (Aeromonas sp.)、假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)、芽孢桿菌屬 (Bacillus sp.)、紅球菌屬(Rhodococcus sp.)和希瓦氏菌屬(Shewanella sp.)等菌屬中的某些細(xì)菌對偶氮染料也具有一定的脫色能力，但多數(shù) 降解效果不理想。近年來，國內(nèi)外的環(huán)境工作者又陸續(xù)的分離出了一 些降解效率較高的菌株，例如，Xu et al.(2007)報道在厭氧條件下， 當(dāng)脫色體系中存在1mM的Fe3+時，Shewanella decolorationis S12在 3h內(nèi)可以降解72.1%的偶氮染料甲基紅;Khalid et al.(2008)從288 株偶氮染料降解菌中篩選出了6株高效偶氮染料降解菌，其中菌株 Shewanella putrefaciens菌株AS96在靜止條件下可以在4h內(nèi)對50 mg/L的酸性紅88和直接紅81完全脫色，在6h內(nèi)對活性黑5完全 脫色，在8h內(nèi)對分散橙3完全脫色。以往的這些研究顯示，多數(shù)篩 選到的細(xì)菌對偶氮染料的降解受環(huán)境因素影響顯著，一般而言，pH 值范圍在6.0-9.5之間時，染料降解效率基本不受影響，而在強(qiáng)酸或 強(qiáng)堿條件下，染料降解效率則會受到顯著抑制。同樣，染料降解的最 適溫度一般為菌體生長的最適溫度，溫度過高或過低均會嚴(yán)重抑制降 解效率。然而，環(huán)境溫度往往隨季節(jié)變化顯著，以浙江省為例，全省 全年最低氣溫可達(dá)零下3度以下，最高可達(dá)40度以上，加之實際含 染料廢水或過酸或過堿，這些因素極大地限制了實驗室篩選出的高效 降解菌株在實踐中的應(yīng)用。要解決這一問題，就必須加強(qiáng)篩選環(huán)境適 應(yīng)性更強(qiáng)或能更好的適應(yīng)本地環(huán)境的高效降解菌株的研究。
發(fā)明內(nèi)容
偶氮染料降解目前存在的技術(shù)難題主要有：傳統(tǒng)的理化處理方 法，成本高，對環(huán)境易產(chǎn)生二次污染，設(shè)備操作復(fù)雜等缺陷;真菌生 長較慢，需要接種大量菌種才能獲得較大生物量，降解效率不高，而 且真菌降解染料多屬于次生代謝，其降解相關(guān)酶需要培養(yǎng)很長時間才 能產(chǎn)生，產(chǎn)量也很低;細(xì)菌環(huán)境適應(yīng)性差，降解染料類別單一，且現(xiàn) 有菌株降解效果差強(qiáng)人意等。針對偶氮染料生物降解研究中存在的這 些難題，結(jié)合實際生產(chǎn)需求，本發(fā)明的目的在于提供一種利用細(xì)菌高 效降解染料廢水中的偶氮染料的方法。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
本發(fā)明的利用細(xì)菌降解染料廢水中的偶氮染料的方法的具體步 驟如下：
(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6接種于LB培養(yǎng)基中，在25-35℃條 件下，轉(zhuǎn)速為150-200rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲得大量菌體;
(2)將過夜培養(yǎng)物以2-8%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水 中，靜止培養(yǎng)脫色，脫色pH為3.0-7.0，溫度為5-45℃，脫色培養(yǎng)4h 以上。
步驟(1)中，培養(yǎng)溫度優(yōu)選為30℃。
步驟(1)中，轉(zhuǎn)速優(yōu)選為180rpm。
步驟(1)中，過夜培養(yǎng)后獲得的培養(yǎng)物中菌體的濃度為1.0-2.0 g/L。
步驟(2)中，過夜培養(yǎng)物優(yōu)選以5%的接種量接種于含有偶氮染 料的染料廢水中。
步驟(2)中，染料廢水中含有偶氮染料的濃度小于等于1000 mg/L。
步驟(2)中，脫色pH優(yōu)選為7.0。
步驟(2)中，溫度優(yōu)選為30℃。
步驟(2)中，脫色培養(yǎng)優(yōu)選8h以上。
菌株Aeromonas sp.DH-6的保藏信息如下:
保藏單位名稱:中國典型培養(yǎng)物保藏中心;
保藏單位地址:中國，武漢，武漢大學(xué);
保藏日期：2013年12月12日;
保藏編號：CCTCC NO：M 2013653;
分類命名：Aeromonas sp.。
本發(fā)明的積極效果如下：
本發(fā)明中篩選到的菌株DH-6不僅能夠高效脫色偶氮染料，而且 對三苯甲烷類染料也具有一定的脫色能力，經(jīng)16S rDNA鑒定顯示， 該菌株屬于Aeromonas sp.屬(GenBank登錄序號為JX839764)。該 菌株降解典型、難降解偶氮染料甲基橙實驗結(jié)果顯示，菌株DH-6于 靜止條件下，在4h內(nèi)可以完全脫色100mg/L的甲基橙，與以往已 報道偶氮染料脫色菌株相比，脫色優(yōu)勢較為顯著。此外，該菌株在溫 度高達(dá)45℃條件下，培養(yǎng)4h后，染料脫色率仍可達(dá)90%以上。此 外，在pH 3.0的強(qiáng)酸性條件下，該菌株對甲基橙的脫色率仍較高。 此外，多數(shù)金屬離子對脫色多無顯著影響，且隨著染料濃度的升高， 該菌株對染料的脫色率呈現(xiàn)降低趨勢，但隨著脫色時間的延長(培養(yǎng) 48h后)，該菌株對1000mg/L的染料脫色率仍可達(dá)到近90%，脫色 效果較好。因此，菌株DH-6與傳統(tǒng)處理方法相比，能夠更加高效低 耗地降解偶氮染料，對環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng)，且對環(huán)境不產(chǎn)生二次污染， 研究價值和應(yīng)用前景更為廣闊。
具體實施方式
下面的實施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實施例1
(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6接種于LB培養(yǎng)基中，在25℃條件 下，轉(zhuǎn)速為200rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲得大量菌體，過夜培養(yǎng) 后獲得的培養(yǎng)物中菌體的濃度為1.0-2.0g/L;
(2)將過夜培養(yǎng)物以2%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水 中，染料廢水中含有偶氮染料的濃度為800mg/L，靜止培養(yǎng)脫色，脫 色pH為7.0，溫度為5℃，脫色培養(yǎng)48h。
經(jīng)檢測染料脫色率為91%。
實施例2
(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6接種于LB培養(yǎng)基中，在35℃條件 下，轉(zhuǎn)速為150rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲得大量菌體，過夜培養(yǎng) 后獲得的培養(yǎng)物中菌體的濃度為1.0-2.0g/L;
(2)將過夜培養(yǎng)物以8%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水 中，染料廢水中含有偶氮染料的濃度為200mg/L，靜止培養(yǎng)脫色，脫 色pH為3.0，溫度為45℃，脫色培養(yǎng)8h。
經(jīng)檢測染料脫色率為93%。
實施例3
(1)將菌株Aeromonas sp.DH-6接種于LB培養(yǎng)基中，在30℃條件 下，轉(zhuǎn)速為180rpm的搖床中過夜培養(yǎng)，以獲得大量菌體，過夜培養(yǎng) 后獲得的培養(yǎng)物中菌體的濃度為1.0-2.0g/L;
(2)將過夜培養(yǎng)物以5%的接種量接種于含有偶氮染料的染料廢水 中，染料廢水中含有偶氮染料的濃度為1000mg/L，靜止培養(yǎng)脫色， 脫色pH為5.0，溫度為30℃，脫色培養(yǎng)48h。
經(jīng)檢測染料脫色率為90%。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實 施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求及其等同物限定。
