專利名稱：突變株ZN0871v11及其在印染廢水快速高效脫色處理中的用途的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于印染廢水處理領域，具體涉及一種突變株對印染廢水快速高效處理的新技術(shù)。
背景技術(shù)：
紡織工業(yè)是我國經(jīng)濟的重要組成部分，對國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，起著舉足輕重的作用。可是，紡織工業(yè)在增加⑶P的同時，也產(chǎn)生了大量的難以處理的印染廢水。印染業(yè)屬于高耗水和高污染行業(yè)，《第一次全國污染源普查公報》顯示2007年度我國印染行業(yè)的年耗水量超過100億噸，是發(fā)達國家的3倍左右，其中80% — 90%以印染廢水排出。在我國工業(yè)的各行業(yè)中，紡織印染業(yè)的COD排放量位居第四位，廢水排放量位居第五位。印染廢水的有機污染物含量增高、色度變深、堿性變大、成分變復雜，廢水的處理難度增加。另外，隨著新型的染料應用、印染工藝和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的變化，印染廢水的成分也發(fā)生了變化，更進一步加大了廢水的處理難度。而印染廢水治理不當將會引起江河湖泊的水體污染和生態(tài)環(huán)境的破壞?？墒牵壳八玫膹U水處理工藝運行時間長、費用較高、出水往往難以達標，尤其是水量大時。研發(fā)高效快速的印染廢水脫色處理的生物新材料、新技術(shù)，即可節(jié)省印染廢水處理的時間，減少污染，實現(xiàn)零排放；又提高了水的回收利用率，解決了缺水的難題；能回收廢水中的染料等有機物；還能縮小廢水處理廠的規(guī)模，節(jié)省土地。因此，進一步加強對含難降解有機物的印染廢水的新型微生物處理工藝對保護環(huán)境具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
我們從典型的環(huán)境中分離到一株細菌Bacillus subtilis ZN0871，并對該出發(fā)菌株進行了紫外線誘變。這株菌經(jīng)過基因突變后，篩選到了突變株ZN0871vll，其對直接藍等染料具有良好的脫色效果，脫色率提高了 80%，達到了 100%。在狗2+或Cu2+濃度為 20mg/100mL，在5-10分鐘內(nèi)，對直接藍、活性紅195的消除率均為100 %，并測得由染料引起的COD降為“0”;對活性橙78、活性黃145、活性黃MS、活性黃160、活性黑KN-B等活性染料也具有良好的高效快速脫色效果，脫色率分別達到了 活性紅195為100%、活性橙78為 69%、活性黃145為78. 8%、活性黃MS為80. 69%、活性黃160為93. 67%、活性黑KN-B為 96. 2%。本發(fā)明所述的枯草芽孢桿菌為突變株ZN0871vll，是Bacillus subtilis ZN0871 菌株經(jīng)過紫外線誘變篩選出來的突變株，分類命名為枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis突變株ZN0871vll，已于2011年6月23日保藏于中國典型培養(yǎng)物保藏中心，簡稱CCTCC，保藏地址中國武漢武漢大學，其保藏號為CCTCC NO :M2011208。因此，本發(fā)明的一個目的在于改善現(xiàn)有印染廢水處理技術(shù)耗時、耗能等問題，提供一種能夠快速高效處理印染廢水的突變株ZN0871vll，其對直接藍等染料具有良好的高效快速脫色效果，脫色率達到了 100%。本發(fā)明的目的還在于提供一種微生物絮凝劑，所述生物絮凝劑包含突變株 ZN0871vll。本發(fā)明的另一個目的在于提供上述突變株在快速處理印染廢水中的應用。在對印染廢水的快速高效脫色處理時，將突變株ZN0871vll活化培養(yǎng)后，將細胞洗滌3次后，加無菌水重懸，細胞密度為IO9個/mL，以無菌接種操作方式，以每IOOmL液體培養(yǎng)基接種100 μ L菌懸液的比例取菌懸液分別接種到各類染料液體培養(yǎng)基中。在ρΗ5.0、溫度為37°C、金屬離子!^e2+終濃度為20mg/100mL條件下，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻，在10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對直接藍的脫色率為100%，測得由染料引起的COD降為“0”。在PH7.0，溫度為25 °C，F(xiàn)e2+的濃度分別為15、20mg/100mL的條件下，突變株 ZN0871vll對直接藍染料的脫色完全，在5-10分鐘內(nèi)，達到最大消除率，對直接藍染料的消除率為100%，并測得由染料引起的COD降為“0”。在PH5.0、溫度為37°C，Cu2+的濃度分別為15、20mg/100mL的條件下，突變株 ZN0871vll對直接藍染料的脫色徹底，在5-10分鐘內(nèi)，達到100%的消除率，并測得由染料引起的COD降為“0”。在201、25 1、301、37 1、42 1這5種溫度下，不加入任何離子時，突變株 ZN0871vll對直接藍的消除率在37°C和42°C時能夠達到100% (參見圖1)。不同的溫度對菌體的脫色吸附并沒有太大的影響。說明突變株ZN0871vll的溫度適應性較強。在pH 值分別為 5. 0,5. 5,6. 0,6. 5,7. 0,7. 5,8. 0,8. 5,9. 0,10. 3 的 10 種梯度下，不加入任何離子時，突變株ZN0871vll細胞對直接藍染料的脫色效果變化較大。其中，直接藍在pH5. 0下的脫色效果最佳(參見圖2)。在pH5. 0的條件下，對直接藍染料的消除百分比達到了 92. 8%。在ai2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+ 的濃度為 20mg/100mL 的條件下，突變株 ZN0871vll 對直接藍染料的脫色效果為 Zn2+(89. 73% ) > Ca2+(66. 25% ) > Mg2+(55. 59% ) >K+(30% ) > Na+(18% )。在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子!^e2+濃度為20mg/IOOmL時，進行吸附降解實驗。 突變株ZN0871vll對活性紅195、活性橙78、活性黃145、活性黃MS、活性黃160的脫色率分別為活性紅195100%、活性橙7869%、活性黃14578. 8 %、活性黃MS80. 69%、活性黃 16093. 67%o在pH6. 0、溫度為37°C、金屬離子!^e2+濃度為20mg/100mL時，突變株ZN0871vll對于活性黑KN-B的脫色率為96. 2%。在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，突變株ZN0871vll對活性黑KN-B的脫色率為45. 63%，對活性紅195的脫色率為59. 27%，對活性橙78的脫色率為69 %，對活性黃145的脫色率為78. 8 %，對活性黃MS的脫色率為80. 69 %，對活性黃160 的脫色率為62. 24%。


圖1顯示了溫度對直接藍脫色效果影響。圖1顯示在20°〇、251、301、371、421這5種溫度下，不加入任何離子時，突變株ZN0871vll對直接藍的消除率在37°C和42°C時能夠達到100%。圖2顯示了 pH對直接藍脫色效果影響。圖2顯示在pH值分別為5.0、5.5、6.0、 6. 5,7. 0,7. 5,8. 0,8. 5,9. 0,10. 3的10種梯度下，不加入任何離子時，突變株ZN0871vll細胞對直接藍染料的脫色效果變化較大。其中，直接藍在PH5. 0下的脫色效果最佳。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行說明，應當理解，以下具體實施方式
僅是用于說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限制。實施例1本發(fā)明的操作步驟第一步，菌株活化。將從南湖水樣分離得到的出發(fā)菌株ZN0871以的接種量接種到液體LB培養(yǎng)基(蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L,NaCl 5g/L，pH7. 0)中培養(yǎng)IOh進行活化，之后再轉(zhuǎn)接到新鮮的液體LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)10h。第二步，誘變。打開紫外燈(15W)預熱20min，將活化后的菌液3mL加入直徑為6cm 的小培養(yǎng)皿內(nèi)(皿內(nèi)滅菌前放一曲別針，下為磁力攪拌器)，將培養(yǎng)皿放在紫外光燈下，距離18cm，用遮光布將整個凈化工作臺遮住，然后開蓋在攪拌條件下分別照射15s，30s，45s， lmin,lmin 15s, Imin 30s，照射后蓋上皿蓋，再關紫外燈。誘變后的菌液先在黑暗條件下放置20min以上，再進行稀釋涂布。將菌懸液按10倍稀釋至10_5、10_6，從10_5和10_6中各取出 0. ImL加入到篩選培養(yǎng)基平板(蛋白胨10g/L，酵母提取物5g/L，NaCl g/L，直接藍500mg/ L，瓊脂粉18g/L，pH7. 0)上涂布，靜置至菌液滲入培養(yǎng)基后倒置，于37°C恒溫培養(yǎng)1 左右。第三步，初篩。在37°C恒溫培養(yǎng)1 左右后，首先觀察在藍色平板上，菌落周圍出現(xiàn)的透明圈大小，并測量其菌落直徑與透明圈直徑之比(HC值)，選擇其HC值大的菌落，在無菌條件下將其挑取到液體LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)1 后，用濃度為20%的甘油_4°C保存，并待液態(tài)復篩。第四步，復篩。將初篩得到的菌株活化培養(yǎng)后，在超凈工作臺上將培養(yǎng)好的菌種從試管中轉(zhuǎn)移至兩個滅過菌的離心管中，平衡后在冷凍高速離心機上以11000r/min，l(TC環(huán)境下離心2分鐘，取出后棄上清，加適量無菌水，于震蕩器上混勻洗滌。之后在電子天平上調(diào)平，再次重復離心操作。洗滌3次后，加無菌水重懸，細胞密度為109，以無菌接種操作方式，取50 μ L接種到IOOmL直接藍液體培養(yǎng)基(配方250mg直接藍溶于IOOOmL蒸餾水中) 中，留未接種菌液的直接藍液體培養(yǎng)基為對照，均放置于37°C搖床培養(yǎng)。在培養(yǎng)1 之后， 以未接種菌液的直接藍液體培養(yǎng)基為參比，取5mL菌液離心后測M5nm光吸收值，計算脫色率。結(jié)果突變株ZN0871vll比原來的出發(fā)菌株脫色率高出了 80%以上，達到了 100%。染料的脫色率=(對照組OD值-實驗組OD值)/對照組ODX 100%第五步，不同梯度的pH緩沖液、或不同濃度的金屬離子對7種染料脫色效果影響的培養(yǎng)基配方先將500mg 7種染料分別溶于IOOOmL蒸餾水中，然后用不同梯度的pH緩沖液、或不同濃度的金屬離子來調(diào)節(jié)染料溶液，控制7種染料的終濃度在250mg/1000mL，i^2+、 Cu2+、ai2+、Ca2+、Mg2+、K+、Na+ 的終濃度分別為 15、20mg/100mL。121°C高溫滅菌 30min。第六步，對印染廢水的快速高效脫色處理。將突變株ZN0871vll活化培養(yǎng)后，以上述方式將細胞洗滌3次后，加無菌水重懸，細胞密度為IO9個/mL，以無菌接種操作方式，
5各取100 μ L菌懸液分別接種到IOOmL各類染料液體培養(yǎng)基中，留未接種菌液的相應染料液體培養(yǎng)基為對照，混勻后放置5-lOmin。隨后，以未接種菌液的相應染料液體培養(yǎng)基為參比，取5mL菌液的離心上清液測光吸收值，計算脫色率。測光吸收值的波長分別是直接藍為545nm,活性黃160為415nm,活性黃145為419nm,活性橙78為464nm,活性黑RN-B為 571nm,活性紅195為510nm，活性黃MS為415nm。實施例2在各種條件下對印染廢水的快速高效脫色處理在本實施例中，根據(jù)上述實施例1所描述的方法，驗證了在各種pH、金屬離子、溫度等條件下，突變株ZN0871vll細胞對不同染料的快速高效脫色處理效果。應當理解的是， 以下所述的各種條件僅是示例性的，而不應理解為對本發(fā)明范圍的限制。實施例2-1在pH5.0、溫度為37°C、金屬離子!^e2+終濃度為20mg/100mL條件下，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vl 1對直接藍的脫色率為100%，測得由染料引起的COD降為“0”。實施例2-2在pH7. 0，溫度為25°C，F(xiàn)e2+的濃度為15mg/100mL的條件下，突變株ZN0871vll對直接藍染料的脫色完全，在5-10分鐘內(nèi)，達到最大消除率，對直接藍的脫色率為100 %，并測得由染料引起的COD降為“0”。實施例2-3在pH5. 0、溫度為37°C，Cu2+的濃度為15mg/100mL的條件下，突變株ZN0871vll對直接藍染料的脫色徹底，在5-10分鐘內(nèi)，脫色率達到100%，并測得由染料引起的COD降為 “0”。實施例2-4在pH5. 0、溫度為37°C，Cu2+的濃度為20mg/100mL的條件下，突變株ZN0871vll對直接藍染料的脫色徹底，在5-10分鐘內(nèi)，脫色率達到100%，并測得由染料引起的COD降為 “0”。實施例2-5在37°C、42°C溫度下，不加入任何離子時，突變株ZN0871vll對直接藍在37°C和 42°C時的脫色率能夠達到100%，染料的脫色效果保持一致。不同的溫度對菌體的脫色吸附效果影響較小。說明突變株ZN0871vll的溫度適應性強。實施例2-6在pH值5. 0，不加入任何離子時，加入突變株ZN0871vll細胞細胞混勻。突變株 ZN0871vll對直接藍染料的脫色率達到了 92. 8%。實施例2-7在pH5. 0、溫度為37 °C、Zn2+的濃度為20mg/100mL的條件下，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對直接藍染料的脫色率為89. 73%。實施例2-8在pH5. 0、溫度為37°C、Ca2+濃度為20mg/100mL的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對直接藍染料的脫色率為66. 25%。實施例2-9
在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子！^e2+濃度為20mg/100mL時，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對活性紅195的脫色率為100%。實施例2-10在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子！^e2+濃度為20mg/100mL時，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對活性橙78的脫色率為69%。實施例2-11在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子!^e2+濃度為20mg/100mL時，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對活性黃145的脫色率為78. 8%。實施例2-12在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子!^e2+濃度為20mg/100mL時，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對活性黃MS的脫色率為80. 69%。實施例2-13在pH5. 0、溫度為37 °C、金屬離子！^e2+濃度為20mg/100mL時，加入突變株 ZN0871vll細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871vll對活性黃160的脫色率為93. 67%。實施例2-14在pH6. 0、溫度為37°C、金屬離子!^e2+濃度為20mg/100mL時，突變株ZN0871vll對于活性黑KN-B的脫色率為96. 2%。實施例2-15在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性黑KN-B的脫色率為45. 63%。實施例2-16在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性紅195的脫色率為59. 27%。實施例2-17在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性橙78的脫色率為69%。實施例2-18在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性黃145的脫色率為78. 8%。實施例2-19在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性黃MS的脫色率為80. 69%。實施例2-20在Cu2+的濃度為20mg/100mL、pH5. 0、室溫20°C的條件下，加入突變株ZN0871vll 細胞混勻10分鐘內(nèi)，突變株ZN0871V11對活性黃160的脫色率為62.對％。
權(quán)利要求
1.枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)突變株ZN0871vll，其保藏號為CCTCC NO: M2011208。
2.一種微生物絮凝劑，其包含權(quán)利要求1所述的枯草芽孢桿菌突變株ZN0871vll。
3.權(quán)利要求1所述的枯草芽孢桿菌突變株ZN0871vll在印染廢水快速脫色處理中的用途。
4.權(quán)利要求3所述的用途，其特征在于，所述印染廢水中含有直接藍、活性紅195、活性橙78、活性黃145、活性黃MS、活性黃160和/或活性黑KN-B。
5.權(quán)利要求3或4的用途，其特征在于在金屬離子狗2+的存在下進行所述處理。
6.權(quán)利要求5的用途，其特征在于金屬離子!^2+濃度為20mg/100mL。
7.權(quán)利要求3或4的用途，其特征在于在金屬離子Cu2+的存在下進行所述處理。
8.權(quán)利要求7的用途，其特征在于金屬離子Cu2+濃度為20mg/100mL。
9.權(quán)利要求3-8任一項所述的用途，其特征在于處理溫度為15-42°C。
10.權(quán)利要求3-8任一項所述的用途，其特征在于在pH4.5-9. 0進行所述處理。
全文摘要
本發(fā)明公開了一株用于印染廢水快速脫色處理的突變株ZN0871v11誘變篩選的方法以及突變株ZN0871v11對印染廢水快速高效脫色處理的新技術(shù)方法。原始菌株經(jīng)過基因突變后，篩選到了突變株ZN0871v11，其對直接藍等染料具有快速高效突出的脫色效果，脫色率提高了80％，使脫色率達到了100％。
文檔編號C02F1/52GK102352325SQ201110173958
公開日2012年2月15日 申請日期2011年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月27日
發(fā)明者孫小梅, 察冬梅, 曹霞, 李步海, 祝偉, 陳勝慧 申請人:中南民族大學