一种甲基橙染料废水的处理方法

人工合成的染料是印染、纺织和造纸等工业废水中的重要污染物之一，通常含有复杂的芳香环结构，具有难降解物质多、有机物成分复杂、浓度高、毒性大、可生化性差、脱色困难等特点，如甲基橙是一种偶氮类染料，它是对氨基苯磺酸重氮盐与N，N-二甲基苯胺的醋酸盐，在弱酸性介质中偶合得到的，有毒，可在食物链中生物聚积，严重威胁着人类的生命安全。

目前，甲基橙染料废水的处理主要采用电催化氧化法、微波催化氧化法、二氧化钛电催化氧化法、泡沫分离法及超声波法等，但这些方法存在成本高、周期长、操作稳定性差、容易引起二次污染等缺点。

发明内容

本发明的目的：通过对木醋杆菌产生的细菌纤维素膜进行改性处理，使其成为固定化微生物的优良载体，进而用于固定化白腐菌，建立一种处理甲基橙染料废水的简单、有效的方法，被改性细菌纤维素膜固定化的白腐菌在对甲基橙染料废水处理过程中活性更加稳定，抗干扰能力更强，载体持久、耐用，能够重复使用多次。

处理方法

一种甲基橙染料废水的处理方法，是由如下的过程和步骤组成：

(1)细菌纤维素膜的制备

将保存在斜面上的菌株编号为CGMCC NO：1.1812的木醋杆菌Gluconacetobacterxylinum接入到50mL种子培养基中，所述的种子培养基中各组分用量占种子培养基质量用量的百分比分别为：葡萄糖2％；蛋白胨0.5％；酵母膏0.3％；Na2HPO4·12H2O 0.2％；KH2PO40.1％；MgSO4·7H2O 0.025％；柠檬酸0.2％；pH5.8；气浴恒温摇床上以160rpm培养2天，得到活化好的木醋杆菌培养液，取此木醋杆菌培养液10mL接入到125mL发酵培养基中，所述的发酵培养基中各组分用量占发酵培养基质量用量的百分比分别为：葡萄糖2％；蛋白胨0.5％；酵母膏0.3％；Na2HPO4·12H2O 0.2％；KH2PO40.1％；MgSO4·7H2O0.025％；柠檬酸0.2％；pH5.8；30℃静置培养7天，在液面生成淡黄色胶质膜，将膜取出，用蒸馏水反复冲洗，除去膜表面培养基及杂质；再将膜浸泡于0.1mol/L的NaOH溶液中，80℃煮沸60min，去除菌膜内部的菌体和残留培养基，然后用蒸馏水反复冲洗至中性，得到细菌纤维素膜；

上述木醋杆菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌株编号为CGMCC NO：1.1812；

(2)细菌纤维素膜的改性处理

将20～30g步骤(1)得到的细菌纤维素膜加入到100～150mL的1mol/L氢氧化钠溶液中，再加入9～12mL环氧氯丙烷，于50℃恒温水浴反应60～90min后，取出膜用丙酮洗涤；水洗后，再加入5～10mL的乙二胺和95～190mL的蒸馏水；充分振摇后，在70℃恒温水浴中加热20～30min，然后取出膜用蒸馏水洗至中性，再用1％的重量百分含量的盐酸洗涤3遍后，蒸馏水洗至中性，再经丙酮润洗后，真空干燥至恒重，得到改性后的细菌纤维素膜；

(3)改性细菌纤维素膜对菌株编号为CGMCC NO：5.776的白腐菌的固定化

将3～5g步骤(2)得到的改性细菌纤维素膜加入到20～30mL的pH＝7.0、浓度为0.2mol/L的磷酸缓冲液中，再加入2～3mL 25％重量百分含量的戊二醛水溶液；于35℃下轻微搅拌反应60～90min，取出膜依次用蒸馏水和0.2mol/L，pH＝7.0的磷酸缓冲液洗涤，然后真空干燥；干燥后的细菌纤维素膜加入到80～100mL的白腐菌液体限制性培养基中，所述的白腐菌液体限制性培养基中各组分用量分别为：KH2PO42g/L；MgSO4·7H2O 0.25g/L；MnSO40.5mg/L；无水FeSO40.1g/L；NaCl 1.0mg/L；NH4NO32g/L；CaCl20.1g/L；葡萄糖15g/L；VB15.0mg/L；pH＝6.0～7.0；灭菌后再加入8～10mL白腐菌孢子液；于30℃，120rpm摇床上培养48小时，取出膜后用无菌水反复冲洗三次，此时膜表面形成了一层薄薄的白色菌膜，得到固定化白腐菌的改性细菌纤维素膜；

上述白腐菌购自中国普通微生物菌种保藏管理中心，菌株编号为CGMCC NO：5.776；

(4)固定化菌株编号为CGMCC NO：5.776的白腐菌的改性细菌纤维素膜对甲基橙染料废水的处理

将1～2g步骤(3)得到的固定化白腐菌的改性细菌纤维素膜，加入到50mL甲基橙染料废水中，上述甲基橙染料废水的制备过程如下：称取80～160mg/L甲基橙，溶于1L上述步骤(3)所述的白腐菌液体限制性培养基中，得到甲基橙染料废水；于30℃下，在气浴恒温摇床上以120rpm处理5天，每隔24小时测定染料废水的色度，5天后，弃掉处理后的染料废水，保留固定化菌，再加入50mL新配制的相同浓度的染料废水，处理条件同上，每隔24小时测定染料废水的色度，以5天为一循环，如此重复5次，染料废水色度的去除率始终维持在81％以上。

优点

本发明与现有技术相比存在显著的进步和积极的效果：

①本发明为细菌纤维素膜应用提供了新的思路和途径。

②改性后的细菌纤维素膜韧性提高，耐腐蚀能力增强，并且减小了载体木身对白腐菌处理甲基橙染料废水效果的干扰。

③固定化白腐菌的改性细菌纤维素膜处理甲基橙染料废水的方法具有可操作性，并且操作简单，处理效果明显及稳定性好，受环境影响小。

④改性细菌纤维素膜废弃后能被环境微生物降解，并成为植物生长的肥料不会造成二次污染。