申请日2014.11.27
公开(公告)日2015.04.08
IPC分类号C02F3/34; C02F1/28
摘要
本发明具体涉及一种杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法。该方法将杏鲍菇采收后栽培料用粉碎机粉碎后，投入含苯胺蓝污染废水中，恒温摇床中振荡，100mg/L含苯胺蓝污染废水脱色条件：温度20-40℃，pH3-5，分子介体为400μmol/L ABTS，Mn2+浓度为1-3mmol/L，转速50-150rpm。本发明利用杏鲍菇栽培废料处理染料废水，既可以净化环境，又能实现废物再利用，具有良好的发展前景。本发明将杏鲍菇采收后栽培料作为实验材料处理染料废水，它既能吸附一部分染料，又能通过分泌木质素降解酶降解结构复杂且有毒的有机染料，这对当前染料废水处理有重要的实践意义。
权利要求书
1.一种杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法，其特征在于：将杏鲍菇采收后栽培料用粉碎机粉碎后，投入含苯胺蓝污染废水中，恒温摇床中振荡，100 mg/L含苯胺蓝污染废水脱色条件：温度20-40℃，pH 3-5，分子介体为400 μmol/L ABTS，Mn2+浓度为1-3 mmol/L，转速50-150 rpm。
2.根据权利要求1所述的杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法，其特征在于：100 mg/L含苯胺蓝污染废水脱色最佳条件：温度30℃，pH 5，分子介体为400 μmol/L ABTS，Mn2+浓度为3 mmol/L，转速150 rpm。
说明书
杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法
技术领域
本发明具体涉及一种杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法。
背景技术
随着经济的不断发展，人类赖以生存的生活环境遭到了严重破坏。纺织工业印染废水对环境的污染越来越严重，如何经济有效地处理染料化工废水是目前环境保护中迫切需要解决的问题。染料化工废水具有色度高、COD高、盐度高、毒性高、B/C低的“四高一低”基本特点，人工合成有机染料具有化学结构稳定的特征，这些难降解性污染物会引发一系列的环境与生态问题。
传统的理化处理技术具有成本高、二次污染大等局限性，而生物方法成本低，高效且环保。自20世纪90年代以来，国内外许多研究已经证实白腐真菌对染料废水具有良好的脱色、降解能力。白腐真菌能够通过分泌木质素降解酶降解染料废水，这一独特的降解机制在环保方面展现了巨大的应用前景。
杏鲍菇是近年来开发栽培成功的集食用、药用、食疗于一体的白腐真菌。杏鲍菇工厂化栽培子实体采收后 ，产生了大量的栽培废料。杏鲍菇菌丝生长在其上，既可以作为营养物质被菌丝体吸收利用，又可以作为载体固定杏鲍菇菌丝，这些废料既可以作为其他食用菌栽培的栽培料，又可以作为饲料原料，但是仍有大量的栽培废料无法被回收利用。利用杏鲍菇栽培废料处理染料废水，旨在改善染料废水处理成本高的现状，为染料废水处理提供新途径。目前几乎没有关于利用栽培废料处理染料废水的报道，因此本发明为染料废水处理及栽培废料的合理利用奠定了基础。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法。利用杏鲍菇栽培废料处理染料废水，既可以净化环境，又能实现废物再利用，具有良好的发展前景。
本发明采取的技术方案如下：
本发明首先提供了一种杏鲍菇采收后栽培料处理含苯胺蓝污染废水的方法，将杏鲍菇采收后栽培料用粉碎机粉碎后，投入含苯胺蓝污染废水中，恒温摇床中振荡，100 mg/L含苯胺蓝污染废水脱色条件：温度20-40℃，pH 3-5，分子介体为400 μmol/L ABTS，Mn2+浓度为1-3 mmol/L，转速50-150 rpm。
100 mg/L含苯胺蓝污染废水脱色最佳条件：温度30℃，pH 5，分子介体为400 μmol/L ABTS，Mn2+浓度为3 mmol/L，转速150 rpm。
利用杏鲍菇栽培废料处理含苯胺蓝染料污染废水，主要有2个方面的主要根据：一方面主要利用其杏鲍菇采收后栽培料作能吸附一部分染料，另一方面虽然苯胺蓝属于三苯甲烷类类染料，它们不是漆酶底物，但在小分子的还原介体存在下可介导漆酶与非酶底物染料之间的氧化作用。
本发明选取成本低，来源广的杏鲍菇采收后栽培料处理染料废水。杏鲍菇采收后栽培料作为实验材料处理染料废水，它既能吸附一部分染料，又能通过分泌木质素降解酶降解结构复杂且有毒的有机染料，这对当前染料废水处理有重要的实践意义。本发明利用杏鲍菇栽培废料处理染料废水，既可以净化环境，又能实现废物再利用，具有良好的发展前景。
具体实施方式
本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。
实施例1：研究不同金属离子对酶活性影响。
杏鲍菇采收后栽培料为福建农林大学生命科学学院微生物工程实验室提供。杏鲍菇采收后栽培料酶活测定结果表明：杏鲍菇分泌漆酶、锰过氧化物酶、纤维素酶和半纤维素酶，不分泌木质素过氧化物酶。
当Mn2+浓度为2.5 mmol/L时，激活漆酶;Ag+浓度为5 mmol/L时，漆酶和锰过氧化物酶均被抑制;Fe2+浓度为2.5 mmol/L时，抑制漆酶而促进锰过氧化物酶分泌， Ag+ 、Fe2+对漆酶具有较强的抑制作用。分别添加2.5 mmol/L Mn2+ 、5 mmol/L Ag+ 、2.5 mmol/L Fe2+后，苯胺蓝脱色结果显示，添加2.5 mmol/L Mn2+的体系促进染料降解，表明漆酶可能是染料脱色中起降解作用的酶;添加5 mmol/L Ag+的体系染料脱色受到抑制，漆酶与锰过氧化物酶均有可能降解苯胺蓝;添加2.5 mmol/L Fe2+ 的脱色体系，锰过氧化物酶酶活增大，苯胺蓝脱色能力反而降低，表明锰过氧化物酶不是染料脱色的主要酶;体系中添加漆酶抑制剂曲酸，染料几乎不脱色，吸附作用占很小一部分，由此证明漆酶是染料脱色过程的关键酶。
实施例2：杏鲍菇采收后栽培料对苯胺蓝脱色条件的优化
将杏鲍菇采收后栽培料用粉碎机粉碎后，混匀，然后分别称取6 g，投入100 mL的反应体系中，恒温摇床中振荡，定期取样，验证温度、pH、转速、染料浓度、介体分子、Mn2+浓度对苯胺蓝脱色的影响，观察脱色情况测其吸光度，计算脱色率。
结果如下：
1、温度：反应体系脱色210 min时的结果。当温度从10-30℃时，苯胺蓝的脱色率随温度的升高而增大，当温度高于30℃时，脱色率随温度的升高而降低，过高或过低的温度都会降低染料的脱色率，因此，最佳脱色温度为30℃，210 min时的脱色率达88.1%。
2、pH：反应体系脱色210 min的结果。染料脱色率随pH的升高而增大，pH值对酶促反应速率有较大影响，只有在最适的pH内酶才能表现出最高的催化活性。pH从2-5脱色率逐渐增大，脱色最佳pH值为5，脱色率为88.1%，pH为2、3、4时，脱色率分别为47.6%、75.4%、81.6%。
3、转速：反应体系脱色150 min时的结果。当转速从0增加到100 rpm时，杏鲍菇采收后栽培料对苯胺蓝有明显的脱色效果，随着转速的增加脱色率增大，这是因为在震荡方式下，溶氧量增加，染料脱色是需氧过程。转速150 rpm，染料脱色率不再增大，这可能因为转速过高影响杏鲍菇对漆酶的分泌。振荡150 min时， 100 rpm、150 rpm的脱色率分别为89.1%、88.7%，静置时，脱色率为72.3%，50 rpm的脱色率为87. 1%。
4、染料浓度：反应体系脱色120 min时的结果。随着苯胺蓝浓度的增加，使得脱色率下降，因为过高浓度的染料对杏鲍菇菌丝具有毒性，抑制漆酶活性，使酶促反应速率降低，脱色率减小。
5、 介体分子：反应体系脱色60 min时的结果。以香草酸、左旋多巴、愈创木酚、对苯二酚介体分子为对比，ABTS对苯胺蓝脱色效果最好，苯胺蓝脱色率为88.8%，对照组脱色率仅为70.9%，添加其它介体的体系脱色率均低于70%，因此，400 μmol/L的ABTS对苯胺蓝脱色具有促进作用。
6、不同浓度的Mn2+：反应体系脱色90 min时的结果。相对于未添加Mn2+ 体系，1-5 mmol/L Mn2+对苯胺蓝的脱色均具有促进作用，Mn2+浓度在1-3 mmol/L脱色率随浓度的增加而增大，Mn2+在3-5mmol/L时，脱色率随浓度的增大而减小，因此，苯胺蓝脱色最佳Mn2+浓度为3 mmol/L，脱色率为87.5%。
最佳脱色温度为30℃、脱色时间为210 min、脱色最佳pH值为5、转速150 rpm、400 μmol/L的ABTS对苯胺蓝脱色具有促进作用、苯胺蓝脱色最佳Mn2+浓度为3 mmol/L，反应40 min，脱色率达88.68%。
在最佳反应条件下，杏鲍菇采收后栽培料降解苯胺蓝，定期取样，观察脱色情况测其吸光度，计算脱色率，最佳反应条件为：杏鲍菇采收后栽培料6 g，pH为5.0，染料浓度100 mg/L，反应温度30℃，ABTS 400 μmol/L，Mn2+ 3 mmol/L，转速150rpm。以染料浓度为100 mg/L，只添加6 g杏鲍菇采收后栽培料，pH自然，温度为24℃，转速为110 rpm的反应体系作为对照。
在最佳反应条件下，反应体系40 min完成脱色过程，脱色率达88.68%，脱色完成时间相对于对照组提前了140 min。
实施例3：杏鲍菇采收后栽培料处理印染废水及毒理实验
染料降解前后紫外扫描图谱显示，苯胺蓝585 nm处的特征吸收峰消失，表明杏鲍菇采收后栽培料能够降解苯胺蓝。在最佳脱色条件下，苯胺蓝COD去除率为53.6%。杏鲍菇采收后栽培料对工业印染废水降解结果显示，栽培料添加量与印染废水COD去除率呈正相关。在30℃，400 μmol/L ABTS，5 mmol/L Mn2+，110 rpm条件下处理印染废水，COD去除率达到86.1%。毒理实验结果显示，750 mg/L苯胺蓝降解前后溶液培养的水稻种子发芽率分别为56.7%、90.0%，结果表明，降解产物毒性降低甚至无毒。