專利名稱：一種復合體系降解合成染料的方法
技術領域：
本發明屬于廢水處理領域，具體涉及一種采用鐵粉、白腐真菌菌膜和泌酸菌菌膜的復合體系來高效降解染料廢水中合成染料的方法。
背景技術：
合成染料是紡織、皮革、印刷、醫療等行業工業廢水常見的水體污染物，組分復雜， 廢水中含有大量的有機物和鹽份，具有高C0D，色澤深等特點，染料廢水中含有各種類型的合成染料，如蒽醌類、偶氮類、三苯甲烷類、酞菁類等染料，這些染料大多數具有致癌、致畸、 致突變等危害，當這些染料排放到水體中時，會危害到水生生物，對肝臟、鰓、腎臟、腸、生殖腺、垂體細胞等產生有害作用，因此染料的去除就成為染料廢水處理的主要目標之一。目前已采用的染料去除的方法包括物理法、化學法及生物法進行處理，如離子交換、凝聚、膜過濾、臭氧化、吸附、零價鐵、白腐真菌降解等手段，其中零價鐵脫色、白腐真菌降解是比較有效的兩種方法。鐵是活潑金屬，具有還原能力，在偏酸性水溶液中能直接將染料還原成氨基有機物，因氨基有機物色淡，且易被氧化分解，故可使廢水色度得以降低(閆金霞，董韶峰等，零價鐵法處理染料廢水脫色效果研究，染料與染色，2007)。零價鐵脫色速度快，甚至數十分鐘內脫色率就可以達到80%以上，但是存在無法徹底地去除污染物的缺點(王文俊，阮紅權等，剛果紅的零價鐵還原脫色條件及機理研究，環境科學與管理，2008)， 同時反應必須在低pH環境中進行，以免在鐵表面形成鈍化層(湯心虎，黃麗莎等，超聲波協同零價鐵降解活性艷紅X-3B，環境科學，2006)，但是由于多數染料廢水呈現堿性(Joe MHj Lim SY et al.，Decolorization of reactive dyes by Clostridium bifermentans SL186 isolated from contaminated soil, World J Microbiol Biotechno1， 2008)， 處理廢水時要降低染料廢水的pH，這樣會增加成本，同時也會導致二次污染等問題。白腐真菌降解法具有徹底降解染料變成二氧化碳與水的優勢，但是存在脫色周期較長的缺點，一般要數天時間；同時多數白腐真菌在低PH范圍內才顯示出較高的效率(Ali N, Ikramullah L Gj et al.，Decolorization of Acid red 151 by Aspergillus niger SAl under different physicochemical conditions, World J Microbiol Biotechnolj 2008； Mazmanci MAj Unyayar A， Decolorization efficiency of Funalia trogii under static condition: Effect of C: N ratios, Afr J Biotechnolj 2010； Rismayani S， Fukushima M，et al.，Decolorization of orange II by catalytic oxidationusing iron (III) phthalocyanine-tetrasulfonic acid, J Hazard Mater, 2004)。在以前的研究中，由于零價鐵的快速脫色優勢，環境研究工作者對其給予了高度關注，并一味追求脫色的快捷性，而忽視了處理產物的變化及其可能對環境造成的影響；而另一方面偏愛于使用白腐真菌進行脫色處理的研究工作者在應用于脫色時更多地關注于染料的代謝變化，更加注重對環境的保護，而較少地關心處理的快捷性；同時兩種方法在單獨應用時均需維持低PH才能發揮更好的處理效果，在多數情況下由于使用鹽酸較方便且成本不是很高，研究工作者往往優先選擇鹽酸來降低染料廢水的PH，到目前為止，尚未采用釋放速度相對緩慢的生物有機酸來降低染料廢水處理體系的PH。
發明內容
發明要解決的技術問題
目前染料廢水處理過程中使用的零價鐵脫色法具有較高的效率，但脫色不徹底，且需要維持低PH環境；白腐真菌脫色較為徹底，但周期長，且多數在低pH范圍內才顯示較高的效率。為克服上述兩種方法的缺點，本發明將上述兩種方法同時引入到降解體系，同時將泌酸菌也引入該體系以維持低PH的溶液環境，本發明可以更好的降解零價鐵還原后的產物， 可以更加有利于零價鐵的還原能力與白腐真菌的降解能力。技術方案
本發明的技術方案為本發明的一種復合體系降解合成染料的方法，其步驟為
(1)將印染廢水加入到反應器中，待處理印染廢水的色度等于或低于50000倍色度；
(2)分別將零價鐵、白腐真菌菌膜和泌酸菌菌膜先后加入印染廢水中；
(3)加入上述處理材料后，進行脫色處理，每隔5 7小時攪拌一次，直至脫色率與色度
保持穩定。步驟(3)中脫色處理的反應在自然條件下進行，溫度為2(T40°C，壓力為常壓。步驟(2)中所述的零價鐵為鐵粉，鐵粉加入量為廢水重量的0.59Γ1. 5%;所述的白腐真菌菌膜加入量為廢水重量的79Γ9%，其中干菌體含量為1. 59Γ2. 5%，所述的白腐真菌為白囊耙齒菌；所述的泌酸菌菌膜加入量為廢水重量的79Γ9%，其中干菌體含量為 1. 59Γ2. 5%，所述的泌酸菌為黑曲霉)(Ζ-127，所述的泌酸菌在培養基中發酵液的pH值小于 4。其中，最佳的添加比例為所述的鐵粉加入量為廢水重量的1%;所述的白腐真菌菌膜加入量為廢水重量的8% ；所述的泌酸菌菌膜加入量為廢水重量的8%。所述的白囊耙齒菌的培養方法是將保存的白囊耙齒菌接種于裝有土豆液體培養基，培養基中包含土豆的浸出液與葡萄糖，在自然條件下，培養4飛天后形成菌絲球，于無菌狀態下打碎成菌懸液，吸取菌懸液放至裝有滅菌土豆液體培養基的培養皿中，在自然條件下，培養4飛天后形成菌膜，作為染料降解的接種體。有益效果
本發明與現有技術相比，其顯著優點為
(1)本發明提供了一種零價鐵、白腐真菌和泌酸菌復合降解體系處理染料廢水中合成染料的方法，綜合了零價鐵和白腐真菌單獨處理的優點，表現出脫色率更高，處理液毒性更低的優勢，且泌酸菌的引入能加強零價鐵、白腐真菌的作用強度，能高效處理合成染料廢水，脫色更徹底，脫色率達85%以上，相比白腐真菌單獨處理的方法，處理時間縮短約43% ；
(2)本發明在常溫常壓下進行，反應條件簡單；
(3)零價鐵脫色處理廢水時要降低堿性廢水的ρΗ，而本發明將泌酸菌引入脫色體系，能有效的維持脫色體系處于低PH值狀態，減少了成本投入，且不易形成二次污染。
具體實施例方式
以下通過實施例進一步說明本發明。
實施例1(1)對比例零價鐵對染料的單獨脫色處理實驗。零價鐵對孔雀石綠617nm、結晶紫588nm、苯胺藍585 nm、橙黃G 475nm、百里香酚藍376nm、亞甲基蘭668nm、溴甲酚綠618nm、甲基橙505nm、甲基紅410nm的單獨脫色取零價鐵粉Ig加入裝有IOOml濃度為100mg/L的上述各染料的錐形瓶中進行脫色，每隔1小時測定其吸光值，并計算脫色率，脫色率(％) = [ (A0-At) /A0] X 100%。其中At為時間t時染料的吸光值，A0為染料降解前的初始吸光值。測定實驗結果如下表1所示。表1零價鐵對九種染料的脫色
權利要求
1.一種復合體系降解合成染料的方法，其步驟為(1)將印染廢水加入到反應器中，待處理印染廢水的色度等于或低于50000倍色度；(2)分別將零價鐵、白腐真菌菌膜和泌酸菌菌膜先后加入印染廢水中；(3)加入上述處理材料后，進行脫色處理，每隔5 7小時攪拌一次，直至脫色率與色度保持穩定。
2.根據權利要求1所述的一種復合體系降解合成染料的方法，其特征在于步驟(3)中脫色處理的反應在自然條件下進行，溫度為2(T40°C，壓力為常壓。
3.根據權利要求1或2所述的一種復合體系降解合成染料的方法，其特征在于步驟 (2)中所述的零價鐵為鐵粉，鐵粉加入量為廢水重量的0. 59Γ1. 5% ；所述的白腐真菌菌膜加入量為廢水重量的79Γ9%，其中干菌體含量為1. 59Γ2. 5%，所述的白腐真菌為白囊耙齒菌； 所述的泌酸菌菌膜加入量為廢水重量的79Γ9%，其中干菌體含量為1. 59Γ2. 5%，所述的泌酸菌為黑曲霉)(Ζ-127。
4.根據權利要求3所述的一種復合體系降解合成染料的方法，其特征在于所述的白囊耙齒菌的培養方法是將保存的白囊耙齒菌接種于裝有土豆液體培養基，培養基中包含土豆的浸出液與葡萄糖，在自然條件下，培養4飛天后形成菌絲球，于無菌狀態下打碎成菌懸液，吸取菌懸液放至裝有滅菌土豆液體培養基的培養皿中，在自然條件下，培養4飛天后形成菌膜，作為染料降解的接種體。
5.根據權利要求3所述的一種復合體系降解合成染料的方法，其特征在于所述的泌酸菌在培養基中發酵液的PH值小于4。
6.根據權利要求3所述的一種復合體系降解合成染料的方法，其特征在于所述的鐵粉加入量為廢水重量的1% ；所述的白腐真菌菌膜加入量為廢水重量的8% ；所述的泌酸菌菌膜加入量為廢水重量的8%。
全文摘要
本發明公開了一種復合體系降解合成染料的方法，屬于廢水處理領域。本發明處理的步驟為(1)將印染廢水加入到反應器中，待處理印染廢水的色度等于或低于50000倍色度；(2)分別將零價鐵、白腐真菌菌膜和泌酸菌菌膜先后加入印染廢水中；(3)加入上述處理材料后，進行脫色處理，反應在自然條件下進行，溫度為20~40℃，壓力為常壓，每隔5~7小時攪拌一次，直至脫色率與色度保持穩定。本發明綜合了零價鐵和白腐真菌單獨處理的優點，表現出脫色率更高，處理液毒性更低的優勢，且泌酸菌的引入能加強零價鐵、白腐真菌的作用強度，能高效處理合成染料廢水，脫色率達85%以上，相比白腐真菌單獨處理的方法，處理時間縮短約43%。
文檔編號C02F9/14GK102320708SQ20111025296
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者何興兵, 林永慧, 田啟建, 肖竹平, 胡文勇, 韓國民, 馬陶武 申請人:吉首大學