一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，涉及生物工程領(lǐng)域。即利用蟲擬蠟菌作為出發(fā)菌株，通過(guò)液體搖瓶培養(yǎng)、液體菌種擴(kuò)大培養(yǎng)、菌液轉(zhuǎn)接到含有蒽醌類化合物廢水并補(bǔ)充一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行發(fā)酵培養(yǎng)。采用此工藝蒽醌類化合物去除率可以達(dá)到60～100%。
【專利說(shuō)明】一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】，特指利用蟲擬蠟菌降解含有蒽醌類化合物的廢水。將原廢水濃縮或稀釋至蒽醌類化合物含量在I~50克/升后，補(bǔ)充培養(yǎng)基成分，接入蟲擬蠟菌菌種降解廢水中的蒽醌類化合物。蟲擬蠟菌降解后，蒽醌類化合物的去除率可達(dá)到 60 ~100% ο
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]蒽醌化合物種類繁多，是重要的化工原料和中間體，顏色鮮艷，范圍廣，因而在紡織、印染等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，不僅可用于滌綸及混紡織物的印染，還可用于錦綸、腈綸、丙綸、醋纖、羊毛、絲綢的印染。同時(shí)隨著環(huán)保要求的日益提升，偶氮染料禁用范圍擴(kuò)大，也使得蒽醌染料的重要性更為突出，使其在印染工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但是蒽醌類化合物不僅生產(chǎn)廢水水量大，而且該化合物色度高，溶解度低！熔點(diǎn)高！性質(zhì)穩(wěn)定！難以生物降解，又具有較高的親脂性，直接排放的污水中蒽醌通過(guò)沉降！食物鏈富集等作用可長(zhǎng)期滯留于水體！ 土壤！沉積物和空氣中。因此探索有效降解蒽醌類化合物的技術(shù)，對(duì)于社會(huì)的和諧與發(fā)展具有十分重要的意義。
[0004]目前關(guān)于含有蒽醌類化合物廢水的處理專利有幾項(xiàng)，但是主要方法是蒽醌的回收利用、微生物降解以及氧化去除。如專利“1，4- 二羥基蒽醌生產(chǎn)廢水的治理和資源回收方法”(申請(qǐng)?zhí)?0112386.6)公開了利用大孔樹脂吸附，再用氫氧化鈉解析回收利用1，4 一二羥基蒽醌生產(chǎn)廢水中的蒽醌類化合物的方法；專利“一種1，4_ 二羥基蒽醌工藝廢水的回收方法”(申請(qǐng)?zhí)?00410013484.X)公開了利用濃縮、冷卻、結(jié)晶、分離和干燥等技術(shù)回收利用蒽醌的方法。專利“鞘氨醇單胞菌屬菌株及其在蒽醌染料廢水脫色中的應(yīng)用”(申請(qǐng)?zhí)?00410020832.6)公開了鞘氨醇單胞菌菌株，在蒽醌染料廢水脫色中應(yīng)用，該菌脫色能力強(qiáng)，降解速度快，但是 只能適合于低濃度蒽醌廢水；還有采用電化學(xué)氧化(專利號(hào)200910029887.6)和光催化氧化(200710011629.6)，這兩種方法還需要進(jìn)一步處理。與這些方法相關(guān)論文也有不少報(bào)道。另外一些博士和碩士學(xué)位論文報(bào)道了黃孢原毛平革菌吸附降解蒽醌類化合物機(jī)制進(jìn)行了研究，但是未涉及其工藝技術(shù)。
[0005]本發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入的研究，摸索出一種以蟲擬臘菌、Ceriporiopsissubvermispora )作為出發(fā)菌株，降解含有蒽醌類化合物廢水的方法。該方法不同于過(guò)去的方法在于所使用的菌種是通過(guò)發(fā)酵的方法直接處理含高濃度蒽醌類化合物的廢液(I~50克/升)，節(jié)約了稀釋用水和場(chǎng)地占用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明提供的是蟲擬蠟菌降解廢水中蒽醌類化合物的生物技術(shù)。廢水經(jīng)過(guò)蟲擬蠟菌降解后，其蒽醌類化合物去除率可到達(dá)60-100%。
[0007]本發(fā)明一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，按照下述步驟進(jìn)行:以蟲擬蠟菌為出發(fā)菌株，進(jìn)行試管擴(kuò)大培養(yǎng)、液體搖瓶培養(yǎng)、菌體液體擴(kuò)大培養(yǎng)，離心收集菌體，然后通過(guò)發(fā)酵降解廢水中蒽醌類化合物。
[0008]本發(fā)明所用的菌種是蟲擬蠟菌的任意一株菌種，如中國(guó)農(nóng)業(yè)微生物菌種保藏管理中心(ACCC)保減的囷種。
[0009]本發(fā)明所適用的廢水是任意一種含蒽醌類化合物的廢水，如發(fā)酵法生產(chǎn)蒽醌類化合物的廢液、從植物中提取蒽醌類化合物的廢液或者以蒽醌類化合物為原料合成其他產(chǎn)品的廢液。
[0010]其中所述的試管擴(kuò)大培養(yǎng)中的試管擴(kuò)大培養(yǎng)基為馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基(諸葛健、王正祥主編的“工業(yè)微生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)手冊(cè)”，1994，367頁(yè))。
[0011]其中所述的液體搖瓶培養(yǎng)中和菌體液體擴(kuò)大培養(yǎng)中的液體搖瓶培養(yǎng)基和液體菌種培養(yǎng)基均為:葡萄糖5~30克/升，蛋白胨O~5克/升，酵母膏O~5克/升，硫酸鎂
0.2~I克/升，吐溫80 0.5~10克/升，磷酸二氫鉀2~9克/升，pH5~8，120~140°C滅菌20~40分鐘；其中所述的搖瓶培養(yǎng)工藝條件為，接種3-5塊蟲擬蠟菌試管斜面菌體(5X 5mm)于裝有40~120 mL培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，在轉(zhuǎn)速:150轉(zhuǎn)/分，25~35°C，培養(yǎng)24~72小時(shí)；其中所述的一級(jí)種子培養(yǎng)工藝為，按I~20% (體積比)的接種量將搖瓶培養(yǎng)種子液接種到一級(jí)種子培養(yǎng)基中，在溫度25~35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50~200轉(zhuǎn)/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發(fā)酵液體積/分鐘),培養(yǎng)18~72小時(shí)；
本發(fā)明所述的降解廢水中蒽醌類化合物的工藝為，含有蒽醌類化合物的廢水經(jīng)過(guò)濃縮或稀釋使蒽醌類化合物濃度達(dá)到I~50克/升廢水1000L，葡萄糖5~30千克，黃豆餅粉
0.5~2千克；硫酸銅5~15克， 硫酸亞鐵5~15克，硫酸錳5~20克，該培養(yǎng)基各成分可以按此比例放大；其中所述的降解工藝為:按2~20% (種子液體積/廢水體積)接種一級(jí)液體菌種，在溫度25~35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50~200轉(zhuǎn)/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發(fā)酵液體積/分鐘)，培養(yǎng)36~168小時(shí)。
[0012]使用該工藝廢水降解后，蒽醌類化合物去除率可達(dá)到60-100%。
[0013]根據(jù)本發(fā)明所述的發(fā)酵培養(yǎng)工藝，結(jié)合本領(lǐng)域的基本知識(shí)，可以根據(jù)生產(chǎn)需要，增加二級(jí)、三級(jí)甚至四級(jí)種子罐，進(jìn)一步擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，以進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。二級(jí)、三級(jí)甚至四級(jí)種子罐米用的培養(yǎng)基與搖瓶培養(yǎng)基和一級(jí)種子培養(yǎng)基相同，接種量為5~20%,培養(yǎng)條件同于液體菌體擴(kuò)大培養(yǎng)條件。
【具體實(shí)施方式】
[0014]根據(jù)此工藝采用的蒽醌類化合物測(cè)定方法為:精密吸取1，8_ 二羥基蒽醌對(duì)照品溶液(0.522 mg/ml) 1、3、5、8、10、15 ml，分別置25ml容量瓶中，揮去甲醇，殘?jiān)?.5%醋酸鎂乙醇溶液溶解并稀釋至刻度，搖勻，于425 nm處，以0.5%醋酸鎂乙醇溶液作參比測(cè)定吸收度。以1，8_ 二羥基蒽醌含量(y)對(duì)吸收度(X)進(jìn)行線性回歸分析，得線性回歸方程。精密吸取樣品溶液重復(fù)上述操作測(cè)定吸收度，利用線性回歸方程計(jì)算各樣品中總蒽醌的含量。
[0015]蒽醌類化合物去除率Re按下列公式(I)計(jì)算:
【權(quán)利要求】
1.一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物廢水工藝技術(shù)，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行:以蟲擬蠟菌為出發(fā)菌株，進(jìn)行試管擴(kuò)大培養(yǎng)、液體搖瓶培養(yǎng)、菌體液體擴(kuò)大培養(yǎng)，液體發(fā)酵去除廢水中蒽醌類化合物，蒽醌類化合物去除率可以達(dá)到60~100%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物廢水工藝技術(shù)，其特征在所用的菌種是蟲擬蠟菌的任意一株菌種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，其特征在所適用的廢水是任意一種含蒽醌類化合物的廢水，如發(fā)酵法生產(chǎn)蒽醌類化合物的廢液、從植物中提取蒽醌類化合物的廢液或者以蒽醌類化合物為原料合成其他產(chǎn)品的廢液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，其特征在其中所述的試管擴(kuò)大培養(yǎng)中的擴(kuò)大培養(yǎng)基為馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，其特征在其中所述的液體搖瓶培養(yǎng)中和菌體液體擴(kuò)大培養(yǎng)中的液體搖瓶培養(yǎng)基和液體菌體培養(yǎng)基均為:葡萄糖5~30克/升，蛋白胨O~5克/升，酵母膏O~5克/升，硫酸鎂0.2~I克/升，吐溫-80 0.5~10克/升，磷酸二氫鉀2~9克/升，pH5~8，120~140°C滅菌20~40分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，其特征在其中所述的搖瓶培養(yǎng)工藝條件為，接種3-5塊蟲擬蠟菌試管斜面菌體(5X5mm)于裝有40~120mL培養(yǎng)基的250mL三角瓶中，在轉(zhuǎn)速:150轉(zhuǎn)/分，25~35°C，培養(yǎng)24~72小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物工藝技術(shù)，其特征在其中所述的菌體培養(yǎng)工藝為，按I~20% (體積比)的接種量將搖瓶培養(yǎng)種子液接種到液體菌體擴(kuò)大培養(yǎng)中，在溫度25~35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50~200轉(zhuǎn)/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發(fā).酵液體積/分鐘),培養(yǎng)18~72小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物廢水工藝技術(shù)，其特征在所述的含有蒽醌類化合物廢水培養(yǎng)基為:含有蒽醌類化合物的廢水經(jīng)過(guò)濃縮或稀釋使蒽醌類化合物濃度達(dá)到I~50克/升廢水1000L，葡萄糖5~30千克，黃豆餅粉0.5~2千克；硫酸銅5~15克，硫酸亞鐵5~15克，硫酸錳5~20克，該培養(yǎng)基各成分可以按此比例放大。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蟲擬蠟菌降解蒽醌類化合物廢水工藝技術(shù)，其特征在其中所述的降解廢水工藝為:按2~20% (種子液體積/廢水體積)接種一級(jí)液體菌種，在溫度25~35°C，攪拌轉(zhuǎn)速50~200轉(zhuǎn)/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發(fā)酵液體積/分鐘)，培養(yǎng)36~168小時(shí)，即可降解蒽醌類化合物。
【文檔編號(hào)】C02F3/34GK103466807SQ201310405893
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月9日
【發(fā)明者】張志才 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)