一種白腐菌生物微球及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種白腐菌生物微球及制備方法，步驟包括制備植物秸稈粉末與白腐菌的共基質(zhì)體和制備白腐菌生物微球，白腐菌生物微球內(nèi)包埋植物桿粉末與白腐菌的共基質(zhì)體。本發(fā)明制備的生物微球克服了目前白腐菌處理廢水時穩(wěn)定性低、固定化白腐菌消耗營養(yǎng)基來源的問題，可以用于處理制革、毛皮、紡織印染等行業(yè)產(chǎn)生的廢水，其無需外加營養(yǎng)源，環(huán)境適應(yīng)性強，降解能力強，無毒，無安全隱患。
【專利說明】
-種白腐菌生物微球及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于應(yīng)用微生物與水處理技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種用于處理染料、拷膠、含銘廢 水的吸附降解材料，具體設(shè)及一種白腐菌生物微球及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 制革行業(yè)復(fù)較染色工段使用了大量復(fù)較劑和染料等難降解有機(jī)化合物，植物較 劑、合成較劑和染料多為難降解的芳香族有機(jī)化合物，現(xiàn)行工藝對綜合廢水主要利用細(xì)菌 在好氧和厭氧條件下進(jìn)行生物處理，運種處理方法難W解決難降解芳香族化合物的污染問 題。研究行之有效的難降解有機(jī)污染物處理方法成為制革廢水處理的重要課題。白腐菌具 有獨特的降解能力，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中具有很大的發(fā)展前景，是環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的強勁的生 力軍。但由于白腐菌對生長環(huán)境要求苛刻，對營養(yǎng)基質(zhì)的依賴性W及其生理代謝具有特殊 性，重復(fù)利用率較低，進(jìn)而阻礙了其工業(yè)化運用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種實用效果強，對染料及其 它芳香族化合物降解效能高，重復(fù)利用率高，成本低廉的白腐菌生物微球及制備方法。
[0004] 本發(fā)明制備的白腐菌生物微球可W在脫離外源營養(yǎng)基的情況下進(jìn)行廢水的處理， 進(jìn)而降低了對外界環(huán)境的苛刻要求，降低了處理廢水的成本。另外此白腐菌生物微球?qū)Χ?種廢水具有降解效果，應(yīng)用范圍廣。在使用過程中，具有重復(fù)使用性好，工業(yè)應(yīng)用性強的特 點。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種白腐菌生物微球的制備方法，包括W下步驟： 1) 制備植物賴桿粉末纖維： 采用賴桿粉碎機(jī)對植物賴桿進(jìn)行粉碎，然后過200目篩網(wǎng)，得植物賴桿粉末纖維； 2) 采用下述a或b方法制備植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體： a) 白腐菌在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)5~7天，過濾濾除培養(yǎng)基并收集菌絲，將收集的菌絲置 于水中，用玻璃珠打散菌絲并搖碎搖勻，加入植物賴桿粉末纖維，菌絲與植物賴桿粉末纖維 質(zhì)量比為8~10:1，混勻，然后在液體培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)2天，用細(xì)紗布濾除培養(yǎng)基，得到植物賴 桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體； b) 白腐菌在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)5~7天，收集抱子，置于水中，玻璃珠打散抱子并搖碎搖 勻，加入植物賴桿粉末纖維，抱子與植物賴桿粉末纖維質(zhì)量比為1: 5~10,混勻，然后在液 體培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)1~3天，用細(xì)紗布濾除培養(yǎng)基，得到植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體； 3) 制備白腐菌生物微球： 按質(zhì)量比0.5~2:1稱取植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體和包埋材料，將稱取的包 埋材料溶于6~30倍質(zhì)量的蒸饋水中，磁力加熱攬拌溶解，待冷卻至3(TC加入植物賴桿粉末 纖維與白腐菌的共基質(zhì)體，磁力攬拌5min，使其混合均勻，然后滴加到包埋材料固定溶液 中，靜置1~化后，用生理鹽水洗涂，得白腐菌生物微球。
[0006] 步驟1)中，所述的植物賴桿為高梁賴桿或玉米賴桿。不通過200目的為長纖維部 分，通過200目的粒子構(gòu)成約75WI1的細(xì)小纖維。
[0007] 步驟2)中，所述的白腐菌優(yōu)選黃抱原毛平革菌、變色栓菌。
[000引步驟2)中，所述的液體培養(yǎng)基組分為:葡萄糖20g/L，K此P04 2g/L，MgS04 0.25g/L， CaCl2 0.1g/L，MnS04 5mg/L，VBi 5mg/L，酒石酸錠0.2g/L，微量元素 150mL/L。
[0009] 步驟2)中，所述的固體培養(yǎng)基組分為：±豆浸出液200g/L，葡萄糖20g/L，瓊脂 20g/L，KH2P〇4 3g/L，MgS〇4 1.5g/L。
[0010] 步驟3)，所述的包埋材料為海藻酸鋼、聚乙締醇和瓊脂中的一種或幾種混合。
[0011] 步驟3)，所述包埋材料固定溶液為氯化巧水溶液、憐酸緩沖溶液或氯化巧的棚酸 飽和溶液;所述的氯化巧水溶液質(zhì)量濃度為1.5~3%，所述的氯化巧的飽和棚酸溶液中氯化 巧的質(zhì)量濃度為1.5~3%;所述的憐酸緩沖溶液為憐酸鐘緩沖液，包含1.5%wt的K2HP化和 0.2% wt 的K出P〇4。
[0012] 本發(fā)明白腐菌生物微球中，白腐菌細(xì)胞為白腐菌菌絲或抱子；白腐菌細(xì)胞為菌絲 時，濃度30~40 g/L，濕重，白腐菌細(xì)胞為抱子時，濃度0.21836 X 1〇8~0.25926 X l〇8cell/ cm]。
[0013] 所述的白腐菌生物微球在0~：rc下冷藏保存，可用于處理制革、染色、拷膠等行業(yè) 廢水。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是： 1)穩(wěn)定性強。白腐菌生物微球?qū)Π赘捎昧斯潭ɑ幚矸椒?，其固定化形式提高?白腐真菌降解反應(yīng)的有效性。白腐菌對染料及拷膠的降解主要依靠木質(zhì)素降解酶系，原有 技術(shù)在進(jìn)行廢水處理時攬動及水流的作用影響游離體系下白腐菌產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶系，白 腐菌生物微球能有效避免攬動所引起的負(fù)面效應(yīng)。白腐菌生物微球中含有植物賴桿粉末， 植物賴桿粉末中除含有氮、憐、鐘和有機(jī)碳養(yǎng)分外，還存在相當(dāng)數(shù)量的中量、微量元素和氨 基酸等營養(yǎng)成分，可作為白腐菌良好的養(yǎng)分供給源。白腐菌能分解利用木質(zhì)素，可W使菌體 更容易固定在運些材料上，增大其穩(wěn)定性。白腐菌最初就是從腐木中提取的，對植物類材料 有特殊的適應(yīng)性，表現(xiàn)出較好的生長狀態(tài)，對外界環(huán)境適應(yīng)性強。白腐菌生物微球重復(fù)利用 率極高，生長過程中初期可利用包埋的植物賴桿粉末作為營養(yǎng)物質(zhì)，在處理廢水的同時可 利用降解產(chǎn)物，進(jìn)而延長使用時間。
[0015] 2)環(huán)境友好。白腐菌生物微球可直接應(yīng)用于廢水處理，不需對廢水中投加外加營 養(yǎng)源，進(jìn)而減少了二次污染。本發(fā)明中采用資源豐富的植物賴桿進(jìn)行粉碎，粉碎物與白腐菌 形成共基質(zhì)體，合理的利用了農(nóng)業(yè)廢棄物;而白腐菌生物微球在處理完染料及拷膠廢水后 可W有效從生物反應(yīng)器中分離，分離出的生物微球的菌絲體可作為有機(jī)肥料使用，對環(huán)境 無污染。
[0016] 3)降解效果好。白腐菌生物微球體系為白腐菌的生長提供了優(yōu)良的環(huán)境，外界環(huán) 境對白腐菌產(chǎn)生木質(zhì)素降解酶系的不利影響在外球體的保護(hù)下被降到很低，使其在處理染 料及拷膠廢水時表現(xiàn)出優(yōu)異的效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明實施例1白腐菌生物微球； 圖2為白腐菌生物微球球面超景深顯微鏡圖像； 圖3為白腐菌生物微球切面超景深顯微鏡圖像； 圖4為處理染料使用一個周期后的白腐菌生物微球； 圖5為處理染料使用五個周期后的白腐菌生物微球； 圖6為白腐菌生物微球處理前后的染料溶液； 圖7為染料溶液被白腐菌生物微球處理前后吸光度的變化。
【具體實施方式】
[0018] 下面將通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述，運些描述并不是對本
【發(fā)明內(nèi)容】
作進(jìn) 一步的限定。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，對本
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的等同替換，或相應(yīng)的改進(jìn)，仍 屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0019]實施例1 1) 制備植物賴桿粉末纖維： 采用賴桿粉碎機(jī)對植物賴桿進(jìn)行粉碎，然后過200目篩網(wǎng)，得約75WI1的植物賴桿粉末纖 維； 2) 制備植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體： 白腐菌(黃抱原毛平革菌）在液體培養(yǎng)基上培養(yǎng)一周，過濾，收集白腐菌菌絲，置于水 中，玻璃珠打散菌絲并搖碎搖勻，加入植物賴桿粉末纖維，菌絲與植物賴桿粉末纖維質(zhì)量比 為10:1，混勻，將混勻體在液體培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)2天，采用細(xì)紗布進(jìn)行過濾去除培養(yǎng)基，得到植 物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體；液體培養(yǎng)基組分為：葡萄糖20g/L，KH2P〇4 2g/L， MgS〇4 0.25g/L，CaCl2 0.1g/L，MnS〇4 5mg/L，VBi 5mg/L，酒石酸錠0.2g/L，微量元素 150mL/ L； 3) 制備白腐菌生物微球： 按質(zhì)量比0.5:1稱取植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體和包埋材料，將稱取的包埋 材料溶于30倍質(zhì)量的蒸饋水中，磁力加熱攬拌溶解，待冷卻至3(TC加入植物賴桿粉末纖維 與白腐菌的共基質(zhì)體，磁力攬拌5min，使其混合均勻，采用醫(yī)用注射器抽取混合均勻物緩慢 滴入至質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的氯化巧水溶液中，靜置化后，采用生理鹽水洗涂，得到白腐菌生物微 球。
[0020] 本實施例白腐菌生物微球中，白腐菌細(xì)胞為白腐菌菌絲，濃度33.6 g/L，濕重。
[0021] 采用本實施例白腐菌生物微球處理染料廢水(50mg/L)，觀察染料降解效果;染料 屯天脫色率達(dá)到85.51%，重復(fù)使用35天時間內(nèi)染料脫色率保持在80% W上。開放體系下白腐 菌生物微球?qū)θ玖系拿撋嗜跃S持在70%W上。
[0022] 實施例2 1) 制備植物賴桿粉末纖維： 采用賴桿粉碎機(jī)對植物賴桿進(jìn)行粉碎，然后過200目篩網(wǎng)，得約75WI1的植物賴桿粉末纖 維； 2) 制備植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體： 白腐菌(變色栓菌）在固體培養(yǎng)基（組分為:±豆浸出液200g/L，葡萄糖20g/L，瓊脂 20g/L，Κ此Kk3g/L，MgS化1.5g/L)上培養(yǎng)一周，采用接種環(huán)輕刮固體培養(yǎng)基表面收集白 腐菌抱子，置于水中，玻璃珠打散抱子并搖碎搖勻，加入植物賴桿粉末纖維，抱子與植物賴 桿粉末纖維質(zhì)量比為1:10,混勻，將混勻體在液體培養(yǎng)基(組分為:葡萄糖20g/L，K出P〇4 2g/ L，MgS〇4 0.25g/L，CaCl2 0.1g/L，MnS〇4 5mg/L，VBi 5mg/L，酒石酸錠0.2g/L，微量元素 150mL/L)內(nèi)培養(yǎng)2天，采用細(xì)紗布進(jìn)行過濾去除培養(yǎng)基，得到植物賴桿粉末纖維與白腐菌共 基質(zhì)體； 3)制備白腐菌生物微球： 聚乙締醇和海藻酸鋼按6:1的質(zhì)量比稱取，將稱取的海藻酸鋼和聚乙締醇溶于6倍質(zhì)量 的蒸饋水磁力加熱攬拌溶解，待冷卻至30°C加入總質(zhì)量7%的植物賴桿粉末與白腐菌共基質(zhì) 體(植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體和包埋材料質(zhì)量比為1:2)，磁力攬拌5min，使其 混合均勻，然后用醫(yī)用注射器抽取混合均勻物緩慢滴入至含有2.5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)氯化巧的飽和 棚酸溶液中，靜置化后，采用生理鹽水洗涂，得到白腐菌生物微球。
[0023] 本實施例白腐菌生物微球中，白腐菌細(xì)胞為白腐菌抱子，濃度0.218 X108cell/ cm]。
[0024] 采用本實施例白腐菌生物微球處理栗木拷膠溶液(400mg/L)及重金屬銘共基質(zhì) (液體中含Ξ價銘的量為lOOmg/L)條件下的栗木拷膠溶液(400mg/L)，兩種條件下白腐菌生 物微球?qū)跄究侥z10天降解率都達(dá)到90%W上。
[0025] 本發(fā)明實施例制備了可用于處理制革、染色、拷膠等行業(yè)廢水的白腐菌生物微球， 其制備出的白腐菌生物微球樣品(實施例1)及其處理廢水效果如附圖所示： ?.白腐菌生物微球如圖1所示； 〇 .白腐菌生物微球顯微鏡效果圖如圖2、圖3所示； M.處理染料后的白腐菌生物微球如圖4、圖5所示，取一周時間為一個周期，每個周期 結(jié)束后，固液分離，加入新的待脫色的染料溶液進(jìn)行下一周期的脫色； M.白腐菌生物微球處理染料，染料脫色前、脫色中（脫色4天時)和脫色周期結(jié)束后溶 液狀態(tài)的變化如圖6所示； V.染料溶液脫色前后紫外可分光光度計掃描譜的變化。
【主權(quán)項】
1. 一種白腐菌生物微球的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 1) 制備植物秸桿粉末纖維： 采用秸桿粉碎機(jī)對植物秸桿進(jìn)行粉碎，然后過200目篩網(wǎng)，得植物秸桿粉末纖維； 2) 采用下述a或b方法制備植物秸桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體： a) 白腐菌在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng)5~7天，過濾濾除培養(yǎng)基并收集菌絲，將收集的菌絲置 于水中，用玻璃珠打散菌絲并搖碎搖勻，加入植物秸桿粉末纖維，菌絲與植物秸桿粉末纖維 質(zhì)量比為8~10:1，混勻，然后在液體培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)2天，用細(xì)紗布濾除培養(yǎng)基，得到植物秸 桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體； b) 白腐菌在固體培養(yǎng)基中培養(yǎng)5~7天，收集孢子，置于水中，玻璃珠打散孢子并搖碎搖 勻，加入植物秸桿粉末纖維，孢子與植物秸桿粉末纖維質(zhì)量比為1: 5~10,混勻，然后在液 體培養(yǎng)基內(nèi)培養(yǎng)1~3天，用細(xì)紗布濾除培養(yǎng)基，得到植物秸桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體； 3) 制備白腐菌生物微球： 按質(zhì)量比0.5~2:1稱取植物秸桿粉末纖維與白腐菌共基質(zhì)體和包埋材料，將稱取的包 埋材料溶于6~30倍質(zhì)量的蒸餾水中，磁力加熱攪拌溶解，待冷卻至30°C加入植物秸桿粉末 纖維與白腐菌的共基質(zhì)體，磁力攪拌5min，使其混合均勻，然后滴加到包埋材料固定溶液 中，靜置1~2h后，用生理鹽水洗滌，得白腐菌生物微球。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟1)中，所述的植物秸桿為高粱秸 桿或玉米猜桿。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的白腐菌優(yōu)選黃孢原 毛平革菌、變色栓菌。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的液體培養(yǎng)基組分為： 葡萄糖20g/L，KH2P〇4 2g/L，MgS〇4〇.25g/L，CaCl20.1g/L，MnS〇4 Smg/UVBi 5mg/L，酒石酸 銨0 · 2g/L，微量元素150mL/L。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的固體培養(yǎng)基組分為： 土豆浸出液20(^/1，葡萄糖2(^/1，瓊脂2(^/1，101 2?〇4 38/1，1%3〇4 1.58/1。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟3)中，所述的包埋材料為海藻酸 鈉、聚乙烯醇和瓊脂中的一種或幾種混合。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟3)中，所述包埋材料固定溶液為 氯化鈣水溶液、磷酸緩沖溶液或氯化鈣的硼酸飽和溶液。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于:所述的氯化鈣水溶液質(zhì)量濃度為1.5 ~3%，所述的氯化鈣的飽和硼酸溶液中氯化鈣的質(zhì)量濃度為1.5~3%;所述的磷酸緩沖溶液 為磷酸鉀緩沖液，包含1.5%wt的K2HPO4和0.2%wt的KH 2P〇4。9. 一種權(quán)利要求1-8任一項所述制備方法制備得到的白腐菌生物微球。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述白腐菌生物微球，其特征在于：白腐菌生物微球中，白腐菌細(xì)胞 為白腐菌菌絲或孢子；白腐菌細(xì)胞為菌絲時，濃度30~40g/L，濕重，白腐菌細(xì)胞為孢子時， 濃度 0·21836X 108~0·25926X 108cell/cm3。
【文檔編號】C02F3/34GK106011124SQ201610635776
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月5日
【發(fā)明人】李彥春, 徐旭東, 祝德義
【申請人】齊魯工業(yè)大學(xué)