一种能促进菌群脱色蒽醌染料的激活剂及其应用的制作方法

本发明涉及一种能促进菌群脱色蒽醌染料的激活剂及其应用，具体涉及一种蒽醌类印染废水水解酸化过程中强化混合菌群脱色性能的激活剂及其应用，属于微生物技术领域。

背景技术：

印染废水主要是指棉、毛、化学纤维等纺织品在预处理、染色、印花和整理四个过程中所产生的废水，主要来自于漂炼、染色、退浆和整理等工序。印染废水具有排放量大、成分复杂、cod大、偏碱性、较低的可生化性等特点以及对生物具有“致畸、致癌、致突变”三致的毒性，其被公认为最难处理的工业废水之一。此外，印染废水的排放不仅影响水环境的视觉美观效果，还在一定程度上破坏水生生态系统，引起水质恶化或水体富营养化，从而间接威胁人类健康。

蒽醌染料是目前使用量第二大的染料，具有固色率高、颜色明艳、染色牢固度好等特点，用途非常广泛。然而，在使用蒽醌染料时，产生的废水不仅有机物含量高、难氧化分解、可生化性较低，而且色度大、成分复杂、有毒性，使其成为一种较难处理的工业废水。蒽醌染料结构稳定，品种多样，给处理工艺带来了极大的难度。传统的处理蒽醌染料的方法有物理法、化学法和生物法等。目前，国内外普遍使用生物法处理蒽醌染料废水，通过使用经过驯化的优势微生物对目标污染物进行去除。然而，与物理法和化学法相比，生物法耗时长、效率低。辛宝平等人在研究中发现，菌株gx2对400mg/l的活性艳蓝kn-r吸附脱色，在脱色率达到91.4％时，需要7天时间，处理速度缓慢。

激活剂调控是一种提高处理速度、加快处理效率的方法。激活剂调控是指，通过向处理系统中加入激活剂，刺激微生物产生作用酶，从而达到大幅提高微生物的活性，拓宽微生物适应能力和底物范围，提高代谢污染物的效率等。用于调控作用的激活剂通常包括金属离子、生长素和无机盐等任何能起到促进作用的微量物质。

liu等将零价铁(激活剂)加入一个两相厌氧系统，目的是提高其降解印染废水的能力。结果表明，随着染料浓度从200mg/l增加到800mg/l，加入零价铁的反应器对印染废水的脱色率和cod去除率都维持在60％以上，而未加零价铁调控的反应器的脱色率和cod去除率仅为32％和34％。telke等对硫化偶氮染料活性橙16进行氧化还原脱色研究，发现金属盐cacl2、稳定剂(联苯二胺、3,4-二甲氧基苄醇)和电子供体(甲酸钠、琥珀酸钠、柠檬酸钠、丙酮酸钠)都能增强bacillussp.adr的脱色效率。类似地，ay和tokat在研究中指出，有机絮凝剂(dec)和粉末活性炭(pac)的加入能够促进活性污泥系统对棉染料废水的脱色效果。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种能使菌群脱色蒽醌染料的制剂，用于处理印染废水中的蒽醌染料。

为了解决上述问题，本发明提供了一种能促进菌群脱色蒽醌染料的激活剂，其特征在于，包括表没食子儿茶素没食子酸酯、茶氨酸、维生素c、硼酸、氯化铁及氯化镁。

优选地，所述激活剂具体配方为：每1ml体积浓度为50％的甘油溶液中含有表没食子儿茶素没食子酸酯2.5mg、茶氨酸2.5mg、维生素c6.5mg、硼酸0.5mg、氯化铁4.5mg和氯化镁0.05mg。

优选地，所述表没食子儿茶素没食子酸酯、茶氨酸、维生素c、硼酸、氯化铁、氯化镁原料的化学纯度均为分析纯。

优选地，所述激活剂的储存温度为4℃。

本发明一种上述能促进菌群脱色蒽醌染料的激活剂的应用，其特征在于，将激活剂与待处理的含有水解酸化混合菌群的蒽醌染料溶液按照体积比1：1000的比例混合。

本发明涉及一种能促进菌群脱色蒽醌染料的激活剂及其应用，该激活剂可以明显地激活强化水解酸化工艺中混合菌群脱色蒽醌染料的能力，该激活剂制备方法简单，使用时将激活剂母液投入待处理的含水解酸化菌群的蒽醌染料溶液中，能够大幅提高菌群对蒽醌染料的色度去除率和提高染料废水的可生化性，能够应用于蒽醌类染料印染废水的水解酸化处理工艺过程中。

本发明可以明显提高蒽醌类染料废水水解酸化工艺中混合菌群对染料的脱色能力和耐受负荷，因此，本发明能定向优化调控水解酸化菌群发挥高效脱色蒽醌染料废水的作用，对工业化处理印染废水具有重要的实际应用价值。

本发明用于蒽醌类印染废水水解酸化处理工艺中，能激活强化水解酸化菌群对染料的脱色降解，提高水解酸化工艺效率和染料废水的可生化性，而且激活剂成本低廉、不产生二次污染，激活剂的使用方法简单。本发明涉及的激活剂对工业化处理蒽醌类印染废水具有重要的实际应用价值。

附图说明

图1为实施例3中激活剂分别激活强化混合菌群ddmy1和混合菌群ddmy2脱色典型蒽醌染料活性艳蓝19的效果图；

图2为实施例3中激活剂分别激活强化混合菌群ddmy1和混合菌群ddmy2脱色典型蒽醌染料活性艳蓝19的脱色率柱状图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

单一成分对混合菌群ddmy2脱色活性艳蓝19影响的实验：

选取茶渣中含量较高的表没食子儿茶素没食子酸酯(egcg)、l-茶氨酸、茶碱、维生素b族、维生素c和柠檬酸，以及氯化亚铁、氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化锰、氯化镁、氯化钙、氯化锌、氯化铜、硼酸和硅酸钠。所有物质均配制成1g/l浓度的母液，并通过0.45μm水相针式滤器过滤除菌，4℃冰箱储存，使用时按照实验要求稀释成对应浓度使用。在基础培养基(0.2g/l氯化铵、0.5g/l硫酸钠、2.66g/l磷酸二氢钾、3g/l酵母提取物)中分别加入以上物质，强化脱色300mg/l的活性艳蓝19，每个物质设置一个浓度梯度(0.5mg/l、1mg/l、1.5mg/l、2mg/l、2.5mg/l)，接种量为10％(v/v)，于37℃恒温静置培养，每隔一段时间测定各实验组的脱色率。

表1十七种物质下混合菌群ddmy2对活性艳蓝19的48h脱色率

由上表1可知，全部17种物质5个浓度中没有一个实验组的脱色率达到对照组b的脱色率，说明茶叶中含有的任何单一物质对混合菌群ddmy2的强化作用均无法与茶叶渣相等，因此推测茶叶渣的强化作用是多种茶叶成分的协同作用。另外，脱色率明显高于对照组c的有egcg、茶氨酸、维生素c、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁、氯化锌、硼酸和硅酸钠，即这9种物质对混合菌群ddmy2具有积极的强化作用，其余物质没有作用或起抑制作用。egcg和茶氨酸是茶叶特有的物质，从物质层面证明了对菌群的强化能力来自于茶叶渣，并且主要由茶叶渣特有的物质提供强化作用。虽然egcg作为儿茶素的一种，具有较强的抑菌作用，但从表1中可知，随着egcg含量上升，确实表现出抑制作用，说明egcg具有两重性，低浓度强化，高浓度抑制。

实施例2

茶叶有效成分正交实验：

选取对混合菌群ddmy2脱色活性艳蓝19具有较好强化作用的三种有机物和三种无机物进行正交复配，正交表采用l25(5⁶)。每个组号对应的正交混合物加入到基础培养基(0.2g/l氯化铵、0.5g/l硫酸钠、2.66g/l磷酸二氢钾、3g/l酵母提取物)中代替茶叶渣强化ddmy2脱色300mg/l的活性艳蓝19，接种量为10％(v/v)，于37℃恒温静置培养，每隔一段时间测定各实验组的脱色率。

表2有效成分正交实验和48h脱色率

选取强化效果最佳的三种有机物和三种无机物，分别是egcg、茶氨酸、维生素c、硼酸、氯化镁和氯化铁，正交组合测试其发挥强化作用的最佳组合。正交实验中脱色效果最好的是组号13的组合，其中egcg2.5mg/l、茶氨酸2.5mg/l、维生素c6.5mg/l、硼酸0.5mg/l、氯化铁4.5mg/l和氯化镁0.05mg/l，48h脱色率为91.4％，虽然仍未达到茶叶渣直接作用时的94.82％，但高于单一物质作用下的最高脱色率86.64％，说明多种有益成分以某种比例组合后的强化作用确实比单一某种物质的强化作用更优。组号16～25的实验组的脱色率在78％～81％之间，而组号1～15的实验组脱色率在80％～92％之间，两者的显著差异是egcg的浓度。此外，egcg的浓度变化对正交实验中脱色率的影响显著，而其余5种物质的组合变化与对应脱色率的变化没有清晰的规律可循，从而再次证明，在多种强化物质中，主要发挥强化作用的是茶叶特有的egcg。

实施例3

激活剂分别激活强化混合菌群ddmy1和混合菌群ddmy2脱色典型蒽醌染料活性艳蓝19：

使用激活剂(具体配方为：每1ml体积浓度为50％的甘油溶液中含有表没食子儿茶素没食子酸酯2.5mg、茶氨酸2.5mg、维生素c6.5mg、硼酸0.5mg、氯化铁4.5mg和氯化镁0.05mg)分别对混合菌群ddmy1(一种处理偶氮染料的菌群，由本实验室筛选获得)和混合菌群ddmy2(一种处理蒽醌染料的菌群，由本实验室筛选获得)进行强化刺激。分别设置空白对照，实验组分别为ddmy1加激活剂(ddmy1+act-1)、ddmy1不加激活剂(ddmy1-actt-1)、ddmy2加激活剂(ddmy2+act-1)、ddmy2不加激活剂(ddmy2-act-1)，接种量为10％(v/v)，活性艳蓝19染料浓度均为200mg/l，培养条件为37℃恒温静置培养，并计算48h和72h的脱色率。

实验结果如下图1和图2所示。从图1可以看到，混合菌群ddmy2不添加激活剂组与添加激活剂组对比，添加激活剂组脱色前后颜色变化十分明显，溶液颜色由蓝色变为浅黄色，说明激活剂对混合菌群ddmy2的激活作用显著。混合菌群ddmy1是处理偶氮类印染废水的高效菌群，因此用来处理活性艳蓝19时，脱色能力相对较差。然而，激活剂对ddmy1的影响也是十分明显的，从颜色上就判断ddmy1+act-1(蓝色变为浅黄色)对活性艳蓝19的脱色效果比ddmy1-act-1(蓝色变为浅蓝色)好，另外从图2的数据上也可以看到，48h时ddmy1+act-1比ddmy1-act-1的脱色率高26.34％，48h时两组的脱色率差距为24.15％，脱色效果提升显著。因此，激活剂均能提高混合菌群ddmy1和ddmy2对活性艳蓝19的脱色性能，是一种效果显著的激活剂。