一種白腐菌生物微球及制備方法
【專利摘要】本發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體和制備白腐菌生物微球，白腐菌生物微球內包埋植物桿粉末與白腐菌的共基質體。本發明制備的生物微球克服了目前白腐菌處理廢水時穩定性低、固定化白腐菌消耗營養基來源的問題，可以用于處理制革、毛皮、紡織印染等行業產生的廢水，其無需外加營養源，環境適應性強，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
技術領域
[0001] 本發明屬于應用微生物與水處理技術領域，設及一種用于處理染料、拷膠、含銘廢 水的吸附降解材料，具體設及一種白腐菌生物微球及制備方法。
【背景技術】
[0002] 制革行業復較染色工段使用了大量復較劑和染料等難降解有機化合物，植物較 劑、合成較劑和染料多為難降解的芳香族有機化合物，現行工藝對綜合廢水主要利用細菌 在好氧和厭氧條件下進行生物處理，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，在環境保護領域中具有很大的發展前景，是環境保護領域的強勁的生 力軍。但由于白腐菌對生長環境要求苛刻，對營養基質的依賴性W及其生理代謝具有特殊 性，重復利用率較低，進而阻礙了其工業化運用。

【發明內容】

[0003] 本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，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，重復利用率高，成本低廉的白腐菌生物微球及制備方法。
[0004] 本發明制備的白腐菌生物微球可W在脫離外源營養基的情況下進行廢水的處理， 進而降低了對外界環境的苛刻要求，降低了處理廢水的成本。另外此白腐菌生物微球對多 種廢水具有降解效果，應用范圍廣。在使用過程中，具有重復使用性好，工業應用性強的特 點。
[0005] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案是： 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： 采用賴桿粉碎機對植物賴桿進行粉碎，然后過200目篩網，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體： a) 白腐菌在液體培養基中培養5~7天，過濾濾除培養基并收集菌絲，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 質量比為8~10:1，混勻，然后在液體培養基內培養2天，用細紗布濾除培養基，得到植物賴 桿粉末纖維與白腐菌共基質體； b) 白腐菌在固體培養基中培養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量比為1: 5~10,混勻，然后在液 體培養基內培養1~3天，用細紗布濾除培養基，得到植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質體； 3) 制備白腐菌生物微球： 按質量比0.5~2:1稱取植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質體和包埋材料，將稱取的包 埋材料溶于6~30倍質量的蒸饋水中，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目的粒子構成約75WI1的細小纖維。
[0007] 步驟2)中，所述的白腐菌優選黃抱原毛平革菌、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] 本發明白腐菌生物微球中，白腐菌細胞為白腐菌菌絲或抱子；白腐菌細胞為菌絲 時，濃度30~40 g/L，濕重，白腐菌細胞為抱子時，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 廢水。
[0014] 與現有技術相比，本發明的優點是： 1)穩定性強。白腐菌生物微球對白腐菌采用了固定化處理方法，其固定化形式提高了 白腐真菌降解反應的有效性。白腐菌對染料及拷膠的降解主要依靠木質素降解酶系，原有 技術在進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生木質素降解酶系，白 腐菌生物微球能有效避免攬動所引起的負面效應。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、鐘和有機碳養分外，還存在相當數量的中量、微量元素和氨 基酸等營養成分，可作為白腐菌良好的養分供給源。白腐菌能分解利用木質素，可W使菌體 更容易固定在運些材料上，增大其穩定性。白腐菌最初就是從腐木中提取的，對植物類材料 有特殊的適應性，表現出較好的生長狀態，對外界環境適應性強。白腐菌生物微球重復利用 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物質，在處理廢水的同時可 利用降解產物，進而延長使用時間。
[0015] 2)環境友好。白腐菌生物微球可直接應用于廢水處理，不需對廢水中投加外加營 養源，進而減少了二次污染。本發明中采用資源豐富的植物賴桿進行粉碎，粉碎物與白腐菌 形成共基質體，合理的利用了農業廢棄物;而白腐菌生物微球在處理完染料及拷膠廢水后 可W有效從生物反應器中分離，分離出的生物微球的菌絲體可作為有機肥料使用，對環境 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良的環境，外界環 境對白腐菌產生木質素降解酶系的不利影響在外球體的保護下被降到很低，使其在處理染 料及拷膠廢水時表現出優異的效果。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明實施例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明作進一步的描述，運些描述并不是對本
【發明內容】
作進 一步的限定。本領域的技術人員應理解，對本
【發明內容】
所作的等同替換，或相應的改進，仍 屬于本發明的保護范圍之內。
[0019]實施例1 1) 制備植物賴桿粉末纖維： 采用賴桿粉碎機對植物賴桿進行粉碎，然后過200目篩網，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體： 白腐菌(黃抱原毛平革菌）在液體培養基上培養一周，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量比 為10:1，混勻，將混勻體在液體培養基內培養2天，采用細紗布進行過濾去除培養基，得到植 物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質體；液體培養基組分為：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： 按質量比0.5:1稱取植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質體和包埋材料，將稱取的包埋 材料溶于30倍質量的蒸饋水中，磁力加熱攬拌溶解，待冷卻至3(TC加入植物賴桿粉末纖維 與白腐菌的共基質體，磁力攬拌5min，使其混合均勻，采用醫用注射器抽取混合均勻物緩慢 滴入至質量分數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 屯天脫色率達到85.51%，重復使用35天時間內染料脫色率保持在80% W上。開放體系下白腐 菌生物微球對染料的脫色率仍維持在70%W上。
[0022] 實施例2 1) 制備植物賴桿粉末纖維： 采用賴桿粉碎機對植物賴桿進行粉碎，然后過200目篩網，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體： 白腐菌(變色栓菌）在固體培養基（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)上培養一周，采用接種環輕刮固體培養基表面收集白 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 桿粉末纖維質量比為1:10,混勻，將混勻體在液體培養基(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)內培養2天，采用細紗布進行過濾去除培養基，得到植物賴桿粉末纖維與白腐菌共 基質體； 3)制備白腐菌生物微球： 聚乙締醇和海藻酸鋼按6:1的質量比稱取，將稱取的海藻酸鋼和聚乙締醇溶于6倍質量 的蒸饋水磁力加熱攬拌溶解，待冷卻至30°C加入總質量7%的植物賴桿粉末與白腐菌共基質 體(植物賴桿粉末纖維與白腐菌共基質體和包埋材料質量比為1:2)，磁力攬拌5min，使其 混合均勻，然后用醫用注射器抽取混合均勻物緩慢滴入至含有2.5%質量分數氯化巧的飽和 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 (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 物微球對栗木拷膠10天降解率都達到90%W上。
[0025] 本發明實施例制備了可用于處理制革、染色、拷膠等行業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 結束后，固液分離，加入新的待脫色的染料溶液進行下一周期的脫色； 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)和脫色周期結束后溶 液狀態的變化如圖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： 采用秸桿粉碎機對植物秸桿進行粉碎，然后過200目篩網，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體： a) 白腐菌在液體培養基中培養5~7天，過濾濾除培養基并收集菌絲，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 質量比為8~10:1，混勻，然后在液體培養基內培養2天，用細紗布濾除培養基，得到植物秸 桿粉末纖維與白腐菌共基質體； b) 白腐菌在固體培養基中培養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量比為1: 5~10,混勻，然后在液 體培養基內培養1~3天，用細紗布濾除培養基，得到植物秸桿粉末纖維與白腐菌共基質體； 3) 制備白腐菌生物微球： 按質量比0.5~2:1稱取植物秸桿粉末纖維與白腐菌共基質體和包埋材料，將稱取的包 埋材料溶于6~30倍質量的蒸餾水中，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. 根據權利要求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. 根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的白腐菌優選黃孢原 毛平革菌、變色栓菌。4. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求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. 根據權利要求9所述白腐菌生物微球，其特征在于：白腐菌生物微球中，白腐菌細胞 為白腐菌菌絲或孢子；白腐菌細胞為菌絲時，濃度30~40g/L，濕重，白腐菌細胞為孢子時， 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
【發明人】李彥春, 徐旭東, 祝德義
【申請人】齊魯工業大學