利用米麴黴菌體去除廢水中蒽醌類化合物工藝技術的製作方法

2023-05-19 01:19:16

利用米麴黴菌體去除廢水中蒽醌類化合物工藝技術的製作方法
【專利摘要】本發明公開了利用米麴黴菌體去除廢水中蒽醌類化合物工藝技術，涉及生物工程領域。即利用米麴黴作為出發菌株，經過液體搖瓶培養、液體菌體擴大培養、獲得米麴黴菌體，利用該菌體去除廢水中蒽醌類化合物的工藝。採用此工藝技術蒽醌類化合物去除率可以達到70～100%。
【專利說明】利用米麴黴菌體去除廢水中蒽醌類化合物工藝技術
【技術領域】
[0001]本發明涉及生物工程【技術領域】，特指利用米麴黴菌體去除含有蒽醌類化合物的廢水中的蒽醌類化合物。將原廢水濃縮或稀釋至蒽醌類化合物含量在0.5~10克/升後，投入米麴黴菌體,通氣攪拌反應去除蒽醌類化合物。應用此工藝蒽醌類化合物的去除率可達到 60 ~100%ο
[0002]
【背景技術】
[0003]蒽醌化合物種類繁多，是重要的化工原料和中間體，顏色鮮豔，範圍廣，因而在紡織、印染等行業中廣泛應用，不僅可用於滌綸及混紡織物的印染，還可用於錦綸、腈綸、丙綸、醋纖、羊毛、絲綢的印染。同時隨著環保要求的日益提升，偶氮染料禁用範圍擴大，也使得蒽醌染料的重要性更為突出，使其在印染工業中的應用越來越廣泛。但是蒽醌類化合物不僅生產廢水水量大，而且該化合物色度高，溶解度低！熔點高！性質穩定！難以生物降解，又具有較高的親脂性，直接排放的汙水中蒽醌通過沉降！食物鏈富集等作用可長期滯留於水體！ 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，對於社會的和諧與發展具有十分重要的意義。
[0004]目前關於含有蒽醌類化合物廢水的處理專利有幾項，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- 二羥基蒽醌生產廢水的治理和資源回收方法」(申請號00112386.6)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」(申請號200410013484.X)公開了利用濃縮、冷卻、結晶、分離和乾燥等技術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用」(申請號200410020832.6)公開了鞘氨醇單胞菌菌株，在蒽醌染料廢水脫色中應用，該菌脫色能力強，降解速度快，但是只能適合於低濃度蒽醌廢水；還有採用電化學氧化(專利號200910029887.6)和光催化氧化(200710011629.6)，這兩種方法還需要進一步處理。與這些方法相關論文也有不少報導。另外一些博士和碩士學位論文報導了黃孢原毛平革菌吸附降解蒽醌類化合物機制進行了研究，但是未涉及其工藝技術。
[0005]本發明人經過深入的研究,摸索出一種利用米麴黴orjzae)菌體，在通氣和攪拌反應一段時間去除廢水中蒽醌類化合物工藝，該工藝時間短，去除率高。

【發明內容】

[0006]本發明提供的是米麴黴降解廢水中蒽醌類化合物的生物技術。廢水經過米麴黴降解後，其蒽醌類化合物去除率可到達6(Tl00%。
[0007]本發明一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，按照下述步驟進行:以米麴黴為出發菌株，進行試管擴大培養、液體搖瓶培養、菌體液體擴大培養，離心收集菌體，然後用菌體去除廢水中蒽醌類化合物。[0008]本發明所用的菌種是米麴黴任何一種菌種，如中國普通微生物菌種保藏管理中心(CCGMC)、中國農業微生物菌種保藏管理中心(ACCC)、中國工業微生物菌種保藏管理中心(CICC)、中國醫學微生物菌種保藏管理中心(CMCC)、國家獸醫微生物菌種保藏中心(CVCC)和抗生素菌種保藏管理中心等等保藏的菌種。
[0009]本發明所適用的廢水是任意一種含蒽醌類化合物的廢水，如發酵法生產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品的廢液。
[0010]其中所述的試管擴大培養中的試管擴大培養基為馬鈴薯蔗糖培養基(諸葛健、王正祥主編的「工業微生物實驗技術手冊」，1994，367頁。
[0011]其中所述的液體搖瓶培養中和菌體液體擴大培養中的液體搖瓶培養基和液體菌體培養基均為:葡萄糖5~30克/升，蛋白腖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工藝條件為，接種一環米麴黴試管斜面孢子(IX IO6)於裝有40~120 mL培養基的250mL三角瓶中，在轉速:150轉/分，25~35°C，培養24~72小時；其中所述的菌體培養工藝為，按I~20% (體積比)的接種量將搖瓶培養種子液接種到液體菌體擴大培養工藝為，在溫度25~35°C，攪拌轉速50~200轉/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發酵液體積/分鐘),培養18~72小時；培養液經過3000~6000rpm離心5~20分鐘，得到米麴黴菌體。
[0012]本發明所述的用菌體去除廢水中蒽醌類化合物的工藝為:上述米麴黴菌體與含有
0.05~I克/升蒽醌類化合物的廢水(通過真空濃縮或稀釋調節蒽醌類化合物濃度)按1:10~50 (質量/體積)混合，在溫度25~60°C，攪拌轉速50~200轉/分，通氣量0.2~2:I體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發酵液體積/分鐘),反應3~15小時。
[0013]使用該工藝廢水降解後，蒽醌類化合物去除率可達到70-100%。
[0014]根據本發明所述的液體菌體擴大培養工藝,結合本領域的基本知識,可以根據生產需要，增加二級、三級甚至四級菌體罐，進一步擴大生產規模，以進行工業化生產。二級、三級甚至四級種子罐採用的培養基與搖瓶培養基和菌體液體擴大培養基相同，接種量為5~20%,培養條件同於液體菌體擴大培養條件。
[0015]
【具體實施方式】
[0016]根據此工藝採用的蒽醌類化合物測定方法為:精密吸取1，8_ 二羥基蒽醌對照品溶液(0.522 mg/ml) 1、3、5、8、10、15 ml，分別置25ml容量瓶中，揮去甲醇，殘渣用0.5%醋酸鎂乙醇溶液溶解並稀釋至刻度，搖勻，於425 nm處，以0.5%醋酸鎂乙醇溶液作參比測定吸收度。以1，8_ 二羥基蒽醌含量(y)對吸收度(X)進行線性回歸分析，得線性回歸方程。精密吸取樣品溶液重複上述操作測定吸收度，利用線性回歸方程計算各樣品中總蒽醌的含量。
[0017]蒽醌類化合物去除率Re按下列公式(I)計算:
【權利要求】
1.一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在於按照下述步驟進行:以米麴黴為出發菌株，進行試管擴大培養、液體搖瓶培養、菌體液體擴大培養，離心收集菌體，然後用菌體去除廢水中蒽醌類化合物。
2.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在所用的菌種是米麴黴的任意一株菌種。
3.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在所適用的廢水是任意一種含蒽醌類化合物的廢水，如發酵法生產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品的廢液。
4.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在其中所述的試管擴大培養中的擴大培養基為馬鈴薯蔗糖培養基。
5.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在其中所述的液體搖瓶培養中和菌體液體擴大培養中的液體搖瓶培養基和液體菌體培養基均為:葡萄糖5~30克/升，蛋白腖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.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在其中所述的搖瓶培養工藝條件為，接種3-5塊米麴黴試管斜面菌體(5X5mm)於裝有40~120 mL培養基的250mL三角瓶中，在轉速:150轉/分，25~35°C，培養24~72小時。
7.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在其中所述的菌體培養工藝為，按I~20% (體積比)的接種量將搖瓶培養種子液接種到液體菌體擴大培養工藝為，在溫度25~35°C，攪拌轉速50~200轉/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發酵液體積/分鐘)，培養18~72小時；培養液經過3000~6000rpm離心5~20分鐘，得到米麴黴菌體。
8.根據權利要求1所述的一種米麴黴降解蒽醌類化合物工藝技術，其特徵在所述的用菌體去除廢水中蒽醌類化合物的工藝為:上述米麴黴菌體與含有0.05~I克/升蒽醌類化合物的廢水(通過真空濃縮或稀釋調節蒽醌類化合物濃度)按1:10~50 (質量/體積)混合，在溫度25~60°C，攪拌轉速50~200轉/分，通氣量0.2~2:1體積/體積/分鐘(通氣氣體體積/發酵液體積/分鐘)，反應3~15小時，即可去除蒽醌類化合物。
【文檔編號】C12R1/69GK103466804SQ201310405488
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月9日 優先權日:2013年9月9日
【發明者】張志才 申請人:江蘇大學