杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法
2023-10-06 02:19:14
杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法
【專利摘要】本發明具體涉及一種杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法。該方法將杏鮑菇採收後栽培料用粉碎機粉碎後，投入含苯胺藍汙染廢水中，恆溫搖床中振蕩，100mg/L含苯胺藍汙染廢水脫色條件：溫度20-40℃，pH3-5，分子介體為400μmol/L ABTS，Mn2+濃度為1-3mmol/L，轉速50-150rpm。本發明利用杏鮑菇栽培廢料處理染料廢水，既可以淨化環境，又能實現廢物再利用，具有良好的發展前景。本發明將杏鮑菇採收後栽培料作為實驗材料處理染料廢水，它既能吸附一部分染料，又能通過分泌木質素降解酶降解結構複雜且有毒的有機染料，這對當前染料廢水處理有重要的實踐意義。
【專利說明】杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法
【技術領域】
[0001]本發明具體涉及一種杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的不斷發展，人類賴以生存的生活環境遭到了嚴重破壞。紡織工業印染廢水對環境的汙染越來越嚴重，如何經濟有效地處理染料化工廢水是目前環境保護中迫切需要解決的問題。染料化工廢水具有色度高、COD高、鹽度高、毒性高、B/C低的「四高一低」基本特點，人工合成有機染料具有化學結構穩定的特徵，這些難降解性汙染物會引發一系列的環境與生態問題。
[0003]傳統的理化處理技術具有成本高、二次汙染大等局限性，而生物方法成本低，高效且環保。自20世紀90年代以來，國內外許多研宄已經證實白腐真菌對染料廢水具有良好的脫色、降解能力。白腐真菌能夠通過分泌木質素降解酶降解染料廢水，這一獨特的降解機制在環保方面展現了巨大的應用前景。
[0004]杏鮑菇是近年來開發栽培成功的集食用、藥用、食療於一體的白腐真菌。杏鮑菇工廠化栽培子實體採收後，產生了大量的栽培廢料。杏鮑菇菌絲生長在其上，既可以作為營養物質被菌絲體吸收利用，又可以作為載體固定杏鮑菇菌絲，這些廢料既可以作為其他食用菌栽培的栽培料，又可以作為飼料原料，但是仍有大量的栽培廢料無法被回收利用。利用杏鮑菇栽培廢料處理染料廢水，旨在改善染料廢水處理成本高的現狀，為染料廢水處理提供新途徑。目前幾乎沒有關於利用栽培廢料處理染料廢水的報導，因此本發明為染料廢水處理及栽培廢料的合理利用奠定了基礎。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法。利用杏鮑菇栽培廢料處理染料廢水，既可以淨化環境，又能實現廢物再利用，具有良好的發展前景。
[0006]本發明採取的技術方案如下:
本發明首先提供了一種杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法，將杏鮑菇採收後栽培料用粉碎機粉碎後，投入含苯胺藍汙染廢水中，恆溫搖床中振蕩，100 mg/L含苯胺藍汙染廢水脫色條件:溫度20-40°C，pH 3-5，分子介體為400 ymol/L ABTS，Mn2+濃度為1-3 mmol/L，轉速 50-150 rpm。
[0007]100 mg/L含苯胺藍汙染廢水脫色最佳條件:溫度30°C，pH 5，分子介體為400μ mol/L ABTS，Mn2+濃度為 3 mmol/L，轉速 150 rpm。
[0008]利用杏鮑菇栽培廢料處理含苯胺藍染料汙染廢水，主要有2個方面的主要根據:一方面主要利用其杏鮑菇採收後栽培料作能吸附一部分染料，另一方面雖然苯胺藍屬於三苯甲烷類類染料，它們不是漆酶底物，但在小分子的還原介體存在下可介導漆酶與非酶底物染料之間的氧化作用。
[0009]本發明選取成本低，來源廣的杏鮑菇採收後栽培料處理染料廢水。杏鮑菇採收後栽培料作為實驗材料處理染料廢水，它既能吸附一部分染料，又能通過分泌木質素降解酶降解結構複雜且有毒的有機染料，這對當前染料廢水處理有重要的實踐意義。本發明利用杏鮑菇栽培廢料處理染料廢水，既可以淨化環境，又能實現廢物再利用，具有良好的發展前景。
【具體實施方式】
[0010]本發明用下列實施例來進一步說明本發明，但本發明的保護範圍並不限於下列實施例。
[0011]實施例1:研宄不同金屬離子對酶活性影響。
[0012]杏鮑菇採收後栽培料為福建農林大學生命科學學院微生物工程實驗室提供。杏鮑菇採收後栽培料酶活測定結果表明:杏鮑菇分泌漆酶、錳過氧化物酶、纖維素酶和半纖維素酶，不分泌木質素過氧化物酶。
[0013]當Mn2+濃度為2.5 mmol/L時，激活漆酶;Ag+濃度為5 mmol/L時，漆酶和錳過氧化物酶均被抑制；Fe2+濃度為2.5 mmol/L時，抑制漆酶而促進錳過氧化物酶分泌，Ag+、Fe2+對漆酶具有較強的抑制作用。分別添加2.5 mmol/L Mn2+、5 mmol/L Ag+、2.5 mmol/L Fe2+後，苯胺藍脫色結果顯示，添加2.5 mmol/L Mn2+的體系促進染料降解，表明漆酶可能是染料脫色中起降解作用的酶；添加5 mmol/L Ag+的體系染料脫色受到抑制，漆酶與錳過氧化物酶均有可能降解苯胺藍；添加2.5 mmol/L Fe2+的脫色體系，錳過氧化物酶酶活增大，苯胺藍脫色能力反而降低，表明錳過氧化物酶不是染料脫色的主要酶；體系中添加漆酶抑制劑曲酸，染料幾乎不脫色，吸附作用佔很小一部分，由此證明漆酶是染料脫色過程的關鍵酶。
[0014]實施例2:杏鮑菇採收後栽培料對苯胺藍脫色條件的優化
將杏鮑菇採收後栽培料用粉碎機粉碎後，混勻，然後分別稱取6 g，投入100 mL的反應體系中，恆溫搖床中振蕩，定期取樣，驗證溫度、pH、轉速、染料濃度、介體分子、Mn2+濃度對苯胺藍脫色的影響，觀察脫色情況測其吸光度，計算脫色率。
[0015]結果如下:
1、溫度:反應體系脫色210 min時的結果。當溫度從10_30°C時，苯胺藍的脫色率隨溫度的升高而增大，當溫度高於30°C時，脫色率隨溫度的升高而降低，過高或過低的溫度都會降低染料的脫色率，因此，最佳脫色溫度為30°C，210 min時的脫色率達88.1%。
[0016]2、pH:反應體系脫色210 min的結果。染料脫色率隨pH的升高而增大，pH值對酶促反應速率有較大影響，只有在最適的PH內酶才能表現出最高的催化活性。pH從2-5脫色率逐漸增大，脫色最佳pH值為5，脫色率為88.1%，pH為2、3、4時，脫色率分別為47.6%、75.4%、81.6%ο
[0017]3、轉速:反應體系脫色150 min時的結果。當轉速從O增加到100 rpm時，杏鮑菇採收後栽培料對苯胺藍有明顯的脫色效果，隨著轉速的增加脫色率增大，這是因為在震蕩方式下，溶氧量增加，染料脫色是需氧過程。轉速150 rpm，染料脫色率不再增大，這可能因為轉速過高影響杏鮑菇對漆酶的分泌。振蕩150 min時，100 rpm、150 rpm的脫色率分別為89.1%、88.7%，靜置時，脫色率為72.3%，50 rpm的脫色率為87.1%。
[0018]4、染料濃度:反應體系脫色120 min時的結果。隨著苯胺藍濃度的增加，使得脫色率下降，因為過高濃度的染料對杏鮑菇菌絲具有毒性，抑制漆酶活性，使酶促反應速率降低，脫色率減小。
[0019]5、介體分子:反應體系脫色60 min時的結果。以香草酸、左旋多巴、愈創木酚、對苯二酚介體分子為對比，ABTS對苯胺藍脫色效果最好，苯胺藍脫色率為88.8%，對照組脫色率僅為70.9%，添加其它介體的體系脫色率均低於70%，因此，400 μ mol/L的ABTS對苯胺藍脫色具有促進作用。
[0020]6、不同濃度的Mn2+:反應體系脫色90 min時的結果。相對於未添加Mn 2+體系，1_5mmol/L Mn2+對苯胺藍的脫色均具有促進作用，Mn 2+濃度在1_3 mmol/L脫色率隨濃度的增加而增大，Mn2+在3-5mmol/L時，脫色率隨濃度的增大而減小，因此，苯胺藍脫色最佳Mn2+濃度為3 mmol/L，脫色率為87.5%。
[0021]最佳脫色溫度為30°C、脫色時間為210 min、脫色最佳pH值為5、轉速150 rpm,400μ mol/L的ABTS對苯胺藍脫色具有促進作用、苯胺藍脫色最佳Mn2+濃度為3 mmol/L，反應40 min，脫色率達 88.68%。
[0022]在最佳反應條件下，杏鮑菇採收後栽培料降解苯胺藍，定期取樣，觀察脫色情況測其吸光度，計算脫色率，最佳反應條件為:杏鮑菇採收後栽培料6 g，pH為5.0，染料濃度100 mg/L，反應溫度 30°C，ABTS 400 μ mol/L，Mn2+3 mmol/L，轉速 150rpm。以染料濃度為100 mg/L，只添加6 g杏鮑菇採收後栽培料，pH自然，溫度為24°C，轉速為110 rpm的反應體系作為對照。
[0023]在最佳反應條件下，反應體系40 min完成脫色過程，脫色率達88.68%，脫色完成時間相對於對照組提前了 140 min。
[0024]實施例3:杏鮑菇採收後栽培料處理印染廢水及毒理實驗
染料降解前後紫外掃描圖譜顯示，苯胺藍585 nm處的特徵吸收峰消失，表明杏鮑菇採收後栽培料能夠降解苯胺藍。在最佳脫色條件下，苯胺藍COD去除率為53.6%。杏鮑菇採收後栽培料對工業印染廢水降解結果顯示，栽培料添加量與印染廢水COD去除率呈正相關。在30。。，400 μ mol/L ABTS，5 mmol/L Mn2+，110 rpm條件下處理印染廢水，COD去除率達到86.1%。毒理實驗結果顯示，750 mg/L苯胺藍降解前後溶液培養的水稻種子發芽率分別為56.7%,90.0%，結果表明，降解產物毒性降低甚至無毒。
【權利要求】
1.一種杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法，其特徵在於:將杏鮑菇採收後栽培料用粉碎機粉碎後，投入含苯胺藍汙染廢水中，恆溫搖床中振蕩，100 mg/L含苯胺藍汙染廢水脫色條件:溫度20-40°C，pH 3-5，分子介體為400 ymol/L ABTS, Mn2+濃度為1-3 mmol/L，轉速 50-150 rpm。
2.根據權利要求1所述的杏鮑菇採收後栽培料處理含苯胺藍汙染廢水的方法，其特徵在於:100 mg/L含苯胺藍汙染廢水脫色最佳條件:溫度30°C，pH 5，分子介體為400 umol/L ABTS? Mn2+濃度為 3 mmol/L，轉速 150 rpm。
【文檔編號】C02F1/28GK104495971SQ201410689742
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月27日 優先權日:2014年11月27日
【發明者】孫淑靜, 陶玉維, 胡開輝 申請人:福建農林大學