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一种能够对染料废水中龙胆紫高效脱色的微生物方法与流程

时间:2022-02-18 阅读: 作者:专利查询

一种能够对染料废水中龙胆紫高效脱色的微生物方法与流程

1.本发明属于微生物工程技术领域,特别是涉及到一种对染料废水中龙胆紫的生物脱色技术。


背景技术:

2.随着印染工业的快速发展,2017年我国染料总产量已达到99万吨,生产染料带来的印染工业废水大约有7.4亿立方米。三苯甲烷类染料是在偶氮染料和蒽醌染料之后,使用量排在第三位的染料类型。常用的有龙胆紫、孔雀绿、溴酚蓝、维多利亚蓝等。这些染料往往具有致癌作用,不仅对人类的健康有危害,而且很大程度上破坏了生态环境,对土壤和水体也造成巨大损害。龙胆紫又称六甲基紫、甲基紫10b,分子式为c
25h30
n3cl
·
9h2o,是目前使用最广的一种人工合成碱性染料,该类染料以三苯甲烷为母体,中心碳原子上连有3个苯环,其化学官能团化学稳定性高、生物可降解性低,已证实对动物有致癌、致畸、致突变的毒副作用。而且龙胆紫在工业、生物学、医学方面上应用广泛。在工业上的应用,不仅应用于印染、纺织和油墨工业等领域,还用于纸张、玩具和塑料制品的染色。因此,含有三苯基甲烷类染料的印染废水排放到自然水体中,会导致严重的环境污染。微生物降解染料废水具有安全性高、成本低且操作方便的优势。


技术实现要素:

3.本发明提供一种能够对染料废水中龙胆紫高效脱色的微生物方法,以解决目前印染废水处理存在的安全性低、成本高的问题。
4.本发明采取的技术方案是:将睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1活化菌株用lb高盐液体培养基继代培养,调整菌体od
600
=1.0,取菌株培养液,按体积比为1:100的接种量接入龙胆紫染料水溶液中,37℃,摇瓶培养72h,龙胆紫降解率为74%。
5.本发明所述lb高盐液体培养基的制备是:酵母粉10g,蛋白胨5g,氯化钠5g,ph 7.0,水定容至1l。121℃灭菌30min,冷却。
6.本发明龙胆紫染料水溶液的制备是:龙胆紫染料储存液1ml,用双蒸水定容至1l,450nm膜过滤除菌。
7.本发明龙胆紫染料储存液的制备是:龙胆紫10g,双蒸水100ml,自然ph,充分溶解,450nm膜过滤除菌,存储备用。
8.本发明所述菌株培养液的制备是:将睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1菌种接种于lb高盐液体培养基中,于37℃下摇瓶培养24h。
9.本发明所述摇瓶培养的ph7.0。
10.本发明的有益效果是:通过模拟废水高盐环境,筛选一株具有对龙胆紫脱色能力的天然菌株,睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1,能快速脱色三苯甲烷类染料中龙胆紫,通过改变菌种最适脱色条件来提高菌种的脱色能力和对龙胆紫的脱色效率,有效降低染料对环境造成的污染和对人体健康带来的风险。
11.本发明将所述菌株应用于印染废水以及相关的染料废水脱色处理,可解决已有技术中缺乏高效染料脱色生物技术、高盐水环境脱色能力差等特点,能有效避免染料分子直接进入水体导致的环境污染,且无二次污染,具有良好的生态效率和应用前景。
附图说明
12.图1是本发明不同菌株对龙胆紫脱色效果示意图;
13.图2是本发明不同时间下睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1对龙胆紫脱色效率的影响图;
14.图3是本发明不同温度下睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1对龙胆紫脱色效率的影响图;
15.图4是本发明睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1在不同ph下对龙胆紫脱色效率的影响图。
具体实施方式
16.下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。除非特别说明,本发明采用的原理和方法、设备为本领域常规使用的原理、方法和设备。
17.将睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1活化菌株用lb高盐液体培养基继代培养,调整菌体od
600
=1.0,取菌株培养液,按体积比为1:100的接种量接入龙胆紫染料水溶液中,37℃,摇瓶培养72h,龙胆紫降解率为74%;
18.本发明所述lb高盐液体培养基的制备是:酵母粉10g,蛋白胨5g,氯化钠5g,ph 7.0,水定容至1l,121℃灭菌30min,冷却;
19.本发明龙胆紫染料水溶液的制备是:龙胆紫染料储存液1ml,用双蒸水定容至1l,450nm膜过滤除菌;
20.本发明龙胆紫染料储存液的制备是:龙胆紫10g,双蒸水100ml,自然ph,充分溶解,450nm膜过滤除菌,存储备用;
21.本发明所述菌株培养液的制备是:将睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1菌种接种于lb高盐液体培养基中,于37℃下摇瓶培养24h;
22.本发明所述摇瓶培养的ph7.0。
23.下边通过实验例来进一步说明本发明的效果。
24.实验例1菌株的活化与龙胆紫染料的生物脱色
25.1.菌株活化
26.睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1和kf-1、弧菌(vibrio)h5、布丘氏菌(buttiauxella)s19-1、假单胞菌(pseudomonas sp)ly1、醋酸钙不动杆菌(acinetobacter calcoaceticus)lm1、红球菌(rhodococcus sp.)p14、施氏假单胞菌(pseudomonas sp.)jp1,上述8种菌株均从自然环境中筛选并已证明对人类无害的菌株;
27.将上述菌株从-80℃冰箱取出,室温融化,加入lb培养基,37℃180r/min摇瓶培养过夜,完成菌体活化。第二天进行继代培养(方法同上);
28.所述lb高盐液体培养基的成分为:酵母粉10g,蛋白胨5g,氯化钠5g,ph 7.0,水定容至1l。121℃灭菌30min冷却。
29.2.菌株对龙胆紫的降解实验
30.将上述活化菌株用lb培养基继代培养,调整菌体od
600
=1.0,取培养液,按体积比为1:100的接种量接入龙胆紫染料水溶液中,37℃,摇瓶培养72h,结果显示睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1降解能力最强,龙胆紫降解率为74%;
31.该睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1菌株保存于美国菌种保藏管理中心,保存编号为atcc11996。
32.实验例2睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1在不同温度下对龙胆紫的脱色效果实验
33.1、将睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1的菌株接种于液体培养基中,于37℃、180rpm下摇床培养24h即得所述菌株培养液;所述液体培养基的成分为:酵母粉10g,蛋白胨5g,氯化钠10g,ph 7.0,水定容至1l;
34.2、取ct1培养液,调整od
600
=1.0,按1:100的接种量接入含100mg/l龙胆紫水溶液中,分别置于不同温度(22℃、27℃、32℃、37℃),180rpm下培养(三个平行实验),每隔1d测定吸光度值;
35.3、ct1的脱色能力用脱色率计算。将上述溶液于3000rpm离心10分钟,取上清液在578(nm)波长下检测染料溶液的吸光度值,通过脱色率公式:η=(a0-a
t
)/a0×
100%(其中η为龙胆紫的脱色率,a0为龙胆紫初始吸光度值,a
t
为t时刻龙胆紫的吸光度值)计算脱色率。
36.结果如图2所示,睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1菌株对龙胆紫染料在37℃条件下脱色率要优于22℃、27℃、32℃的培养条件,并且最大脱色率达到78.0%。
37.实验例3睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1在不同时间下对龙胆紫脱色效率实验
38.1、取睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1培养液,调整od
600
=1,按1:100的接种量接入含100mg/l龙胆紫水溶液中,置于摇床37℃、180rpm条件下培养5天(三个平行实验),每隔1d测定吸光度值。其他同实施例2。
39.2、结果如附图3所示,ct1菌株对龙胆紫染料在37℃培养下,第三天(72h)达到大脱色率79.0%,在达到最大脱色率后随着脱色时间的延长脱色率趋于平稳。
40.实验例4睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1在不同ph下对龙胆紫脱色效率实验
41.1、取ct1培养液,调整od
600
=1,按1:100的接种量接入含100mg/l龙胆紫水溶液中,将ph分别调整为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0、11.0,置于摇床37℃、180rpm条件下培养(三个平行实验),72h测定吸光度值。其他同实施例2;
42.2、结果如附图4所示,ct1菌株对龙胆紫染料在37℃、180rpm培养下,ph=7.0为最适脱色ph,龙胆紫脱色率可达到79.0%。
43.上述结果说明,本发明睾丸酮丛毛单胞菌(comamonas testosteroni)ct1在最佳培养条件37℃,ph7.0,72h培养下,可高效脱色龙胆紫染料废水,对降低印染行业造成污染的生态环境风险方面具有重要的应用价值。且本发明具有成本低、操作简单、脱色效率高的优点,环境相容性好、减少使用化学试剂、避免二次污染,在龙胆紫污染环境的生物修复方面具有良好的应用前景。因此可用为染料脱色菌剂的商品化生产提供参考。