用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法
【专利摘要】本发明公开了一种用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法，包括以下步骤：将稻草粉、白腐菌孢子悬浮液、微量元素液添加到含亚甲基蓝的废水中得到混合溶液；将混合溶液在25℃～40℃下振荡吸附，完成对废水中亚甲基蓝的处理。具有处理效率高、处理效果好、环保无二次污染、处理工艺简单、操作方便、投资费用和运行费用低等优点。
【专利说明】用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种工业染料废水的生物处理方法，尤其涉及一种用白腐菌处理废水 中亚甲基蓝的方法。
【背景技术】
[0002] 环境中合成染料的危害已越来越为人类所重视，每年都有数十万吨的染料被释放 到水体当中，这些染料不仅危害水生动物以及人类的健康而且降低水体的透光性从而阻碍 系统的光合作用。其中亚甲基蓝是一种最常见、应用最广泛的工业合成染料，能够对人和动 物的眼睛产生不可恢复的损害,此外,还会造成心率上升、呕吐、休克、苍白病、黄疸病、海因 茨小体症以及组织坏死。因此，对环境中亚甲基蓝的处理已经成为当前亟待解决的问题之 〇
[0003] 含亚甲基蓝废水主要来自塑料、纺织、皮革、化妆品、造纸、印刷和染料制造工业。 对于含亚甲基蓝废水的治理，传统的方法有吸附、化学混凝、离子交换、电解和生物处理等。 在这些方法中，吸附法因其高效性得到了广泛的关注。许多生物材料，特别是农业残留物， 如稻草秸杆，近年来越来越多的被研究应用于水中染料的吸附。在中国，每年约3亿吨稻草 秸杆被焚烧或遗弃，这不仅破坏土壤和大气环境而且浪费资源。生产吸附剂是利用这些宝 贵的生物资源的有前景的方法之一，但是单纯的稻草秸杆的吸附能力较低，通常需要通过 一些化学方法对其进行改良，该方法不仅操作复杂、需要额外的资金投入而且化学药品可 能对环境造成更严重的损害。此外，由于稻草包含可溶性有机化合物的释放，此类吸附剂的 应用也能带来一些问题，如引起水体化学需氧量（COD)和生物化学（BOD)的增加。
[0004] 生物处理技术是环境领域近年来迅速发展起来的处理工业污染废水的新技 术，它以各种生物体降解或吸附水中的污染物。其中，黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium)，在自然界中能够以木质纤维素作为营养物进行生长繁殖，由于其产生的 胞外酶系能够降解环境中一系列的染料，菌丝本身对一些污染物也具有吸附作用，近年来 在国内外得到了广泛而深入的研究。与传统方法相比，生物方法具有能耗低、操作简单、经 济上可行等优点。然而，由于其反应效率低、固液分离困难等问题，又使其应用受到了很大 的限制。因此，将生物处理技术以及吸附技术的优点结合应用到含染料废水处理中具有重 要的意义。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种处理效率 高、处理效果好、环保无二次污染、处理工艺简单、操作方便、成本低的含亚甲基蓝废水的处 理方法。
[0006] 为解决上述存在的技术问题，本发明采用的技术方案是：
[0007] -种用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法，包括以下步骤：
[0008] Sl :将稻草粉末、白腐菌孢子悬浮液、微量元素液添加到含亚甲基蓝的废水中得到 混合溶液；
[0009] S2 :将前述混合溶液在25°C?40°C下振荡7?10天，完成对废水中亚甲基蓝的处 理。
[0010] 进一步的，前述白腐菌孢子悬浮液为黄孢原毛平革菌的孢子悬浮液，每mL黄孢原 毛平革菌孢子悬浮液含孢子2. OX IO6个。
[0011] 进一步的,前述微量元素液包括微量元素液包括I. 8g/L的CoCl2 ·6Η20、0. lg/L的 CuSO4 · 5Η20、0· lg/L 的 ZnSO4 · 7Η20、0· lg/L 的 AlK(SO4)2 · 12Η20、0· lg/L 的 Na2MoO4 · 2H20、 2g/L 的 MnSO4 · H20、3g/L 的 MgSO4 · 7H20、5g/L 的 NaCl、lg/L 的 FeSO4 · 7Η20、0· lg/L 的 HBO3 和 lg/L 的 CaCl2。
[0012] 进一步的，前述Sl步骤中前述稻草粉与前述含亚甲基蓝的废水的质量体积比为 2 ?2. 5g : 1L。
[0013] 进一步的，Sl步骤中前述白腐菌孢子悬浮液与前述含亚甲基蓝的废水的体积比 0. 001 ?0. 0015 : 1。
[0014] 进一步的，Sl步骤中前述微量元素液与前述含亚甲基蓝的废水的体积比0. 001? 0.0012 : 1。
[0015] 进一步的，前述亚甲基蓝废水中亚甲基蓝的浓度不高于400mg/L。
[0016] 进一步的，前述含亚甲基蓝的废水的pH值优选为4?6. 5 ;进一步优选为5. 5。
[0017] 进一步的，前述振荡吸附的时间为7天?10天；进一步的优选为8天。
[0018] 进一步的，前述振荡吸附的转速为40?60rpm。
[0019] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0020] 1、本发明利用稻草秸杆结合白腐菌去除废水中的亚甲基蓝，白腐菌在稻草粉以及 微量元素的存在下能够产生木质素酶系对亚甲基蓝进行非特异性降解，同时木质素降解酶 系对稻草粉末的表面进行腐蚀，增加了稻草粉末的比表面积和具有吸附作用的官能团，进 而增强了对亚甲基蓝的吸附能力；另一方面，白腐菌产生的一些代谢产物以及白腐菌菌体 (包括死亡的菌体）也能吸附部分的亚甲基蓝。微量元素液可促进白腐菌生长代谢，三者协 同作用，显著提高了亚甲基蓝的降解效率。
[0021] 2、本发明公开的处理方法在液态环境震荡下进行，木质素酶系与亚甲基蓝的反应 相对固态体系更加充分，黄孢原毛平革菌及其代谢产物还有稻草粉形成团状物，进一步提 升了对亚甲基蓝的吸附能力。
[0022] 3、本发明方法具有处理效率高、处理效果好、环保无二次污染、处理工艺简单、操 作方便、投资费用和运行费用低等优点，不会引起水体COD和BOD的增加。
【专利附图】
【附图说明】
[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0024] 图1为本发明实施例1中稻草粉末（A)和经过黄孢原毛平革菌降解的稻草粉末 (B)的扫描电镜观察图。
[0025] 图2为本发明实施例1中稻草粉末（实线）和经过黄孢原毛平革菌降解的稻草粉 末（虚线）的红外光谱图。
[0026] 图3为本发明实施例1中黄孢原毛平革菌结合稻草粉处理亚甲基蓝废水后的图片 ㈧以及扫描电镜观察图（B)。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而 限制本发明的保护范围。
[0028] 以下实施例中，白腐菌孢子悬浮液是指黄孢原毛平革菌（Phanerochaete chrysosporium，CCTCC AF96007)的孢子悬浮液，其余材料和仪器均为市售。
[0029] 其中黄孢原毛平革菌孢子悬浮液按照以下制备方法制备：
[0030] 将购得的黄孢原毛平革菌（CCTCC，AF96007)从保藏的斜面培养基上刮取，并接种 至土豆葡萄糖培养基，置于37°C的生化培养箱中进行培养，6天后选择生长情况较好的菌 种放置在4°C的冰箱内进行保藏；在灭菌台里，用无菌棉签从培养基上粘取目标菌的孢子 溶入无菌水中，通过搅拌和震动使孢子均匀分散，形成孢子悬浮液。测定溶液的浊度，当浊 度为60%左右时，为本实施例所用的黄孢原毛平革菌的孢子悬浮液，每毫升孢子悬浮液中 有数量级为2 X IO6个的孢子。土豆葡萄糖培养基组成为：土豆40g，葡萄糖4g，水200mL。
[0031] 稻草粉末的制备方法为：
[0032] 将从田野收集到的稻草桔梗用清水洗净，自然风干后，用碾磨机磨碎后通过2mm 尼龙筛子，收集备用。
[0033] 微量元素液的制备方法为：
[0034] 称取 I. 8g 的 CoCl2 · 6Η20、0· Ig 的 CuSO4 · 5Η20、0· Ig 的 ZnSO4 · 7Η20、0· Ig 的 AlK(SO4)2 · 12Η20、0· Ig 的 Na2MoO4 · 2H20、2g 的 MnSO4 · H20、3g 的 MgSO4 · 7H20、5g 的 NaCl、 Ig的FeSO4 · 7Η20、0· Ig的HBO3和Ig的CaCl2溶于IL的去离子水中。
[0035] 实施例1
[0036] 取亚甲基蓝浓度分别为 100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L、500mg/L 的工业废 水，采用以下步骤进行处理：
[0037] (1)取每种浓度工业废水3000L，平均分成3份，各加入IL微量元素液（加入I. 2L 的微量元素液也能达到相同或相似的技术效果），通过酸碱调节池调节PH值至5. 5 ;
[0038] (2)在3份工业废水中分别加入2000g稻草粉末、IL黄孢原毛平革菌孢子悬浮液、 2000g稻草粉末和IL黄孢原毛平革菌孢子悬浮液，得到混合溶液；
[0039] (3)将前述混合溶液在温度为35°C，转速为40rpm条件下，振荡吸附，待反应8天 后，静置，稻草和菌体沉淀，排出上清液，完成对工业废水中亚甲基蓝的处理。
[0040] 取上清液用紫外-可见光分光光度仪测定处理后废水中亚甲基蓝的含量，测试结 果见表1。
[0041] 表1 :不同初始浓度下亚甲基蓝的去除效果
【权利要求】
1. 一种用白腐菌处理废水中亚甲基蓝的方法，其特征在于，包括以下步骤： 51、 将稻草粉、白腐菌孢子悬浮液、微量元素液添加到含亚甲基蓝的废水中得到混合溶 液； 52、 将所述混合溶液在25°C?40°C下振荡吸附，完成对废水中亚甲基蓝的处理。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述白腐菌孢子悬浮液为黄孢原毛平革 菌的孢子悬浮液，每mL黄孢原毛平革菌孢子悬浮液含孢子2. 0 X 106个。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微量元素液包括1.8g/L的 CoCl2 ? 6H20、0. lg/L 的 CuS04 ? 5H20、0. lg/L 的 ZnS04 ? 7H20、0. lg/L 的 A1K(S04)2 ? 12H20、 0? lg/L 的 Na2Mo04 ? 2H20、2g/L 的 MnS04 ? H20、3g/L 的 MgS04 ? 7H20、5g/L 的 NaCl、lg/L 的 FeS04 ? 7H20、0. lg/L 的 HB03 和 lg/L 的 CaCl2。
4. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述SI步骤中所述稻草粉 与所述含亚甲基蓝的废水的质量体积比为2?2. 5g : 1L。
5. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中所述白腐菌 孢子悬浮液与所述含亚甲基蓝的废水的体积比0.001?0.0015 : 1。
6. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中所述微量元 素液与所述含亚甲基蓝的废水的体积比0.001?0.0012 : 1。
7. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述废水中亚甲基蓝的浓度 不高于400mg/L。
8. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述含亚甲基蓝的废水pH 值为4?6. 5。
9. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述振荡吸附的时间为7 天?10天。
10. 根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述振荡吸附的转速为 40 ?60rpm。
【文档编号】C02F3/34GK104402120SQ201410497876
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月25日 优先权日:2014年9月25日
【发明者】曾光明, 程敏, 黄丹莲, 赖萃, 黄超, 危臻, 许飘, 李宁杰, 张辰, 竺园 申请人:湖南大学