申请日2015.04.22
公开(公告)日2015.08.26
IPC分类号C02F1/58; C02F1/28
摘要
本发明公开了一种利用青霉菌吸附回收污水中的三氯生的方法。具体而言，该方法包括如下步骤：(1)培养青霉菌，得到青霉菌培养液;(2)采用高压蒸汽灭菌法处理培养液，得到作为吸附剂的青霉菌体;(3)将青霉菌体加入到含有三氯生的污水中，搅拌使其分散，得到分散液;(4)将分散液搅拌，以便充分吸附三氯生，得到吸附三氯生的青霉菌体;以及(5)采用有机溶剂提取吸附三氯生的青霉菌体，减压浓缩得到含有三氯生的浸膏。本发明所使用的青霉菌来源广泛、易于分离且极易生长，无需任何复杂操作，方法简便，易于推广应用。另外，青霉菌体在吸附三氯生的过程中，可以有效防止三氯生降解为其他有害物质，避免了二次污染。
权利要求书
1.一种利用青霉菌吸附回收污水中的三氯生的方法，其包括如下步骤：
1)取青霉菌的菌体或其分生孢子悬液，加入到液体培养基中，于温度为20~30℃，转速为120~200rpm的恒温摇床中培养1~4天，得到青霉菌培养液;
2)采用高压蒸汽灭菌法处理步骤1)中获得的青霉菌培养液，过滤后得到作为吸附剂的青霉菌体;
3)按照1kg青霉菌体:50~200L污水的比例，将步骤2)中获得的青霉菌体加入到含有三氯生的污水中，搅拌使其分散，得到分散液;
4)在温度为20～30℃，搅拌速度为120～200rpm的条件下，将步骤3)中获得的分散液搅拌2～48小时，过滤后得到吸附三氯生的青霉菌体;
5)采用有机溶剂提取步骤4)中获得的吸附三氯生的青霉菌体，将提取液减压浓缩至干，得到含有三氯生的浸膏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述青霉菌选自青霉属中的任意一种。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述青霉菌选自草酸青霉、指状青霉、产黄青霉中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述液体培养基选自PDA液体培养基、LB液体培养基、MS液体培养基中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)中所述培养的温度为28℃，转速为150rpm，时间为2天。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中所述高压蒸汽灭菌法在高压灭菌锅中进行。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述青霉菌体与污水的比例为1kg:100L。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述搅拌的温度为28℃，转速为150rpm，时间为2小时。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)中所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的任意一种。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤5)中所述有机溶剂为乙醇。
说明书
一种利用青霉菌吸附回收污水中的三氯生的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种含三氯生的污水的处理方法，具体涉及一种利用青霉菌吸附回收污水中的三氯生的方法。
背景技术
三氯生是一种高效广谱抗菌剂，广泛用于个人护理用品(如肥皂、牙膏、沐浴露等)、日用品(如塑料厨具、运动鞋袜等)、家居清洁品(如洗涤剂、消毒剂等)以及医疗用品(如杀菌剂、医用防腐剂等)，其应用已超过30年。
由于早期误认为三氯生具有低毒性，因此人们在常规的污水处理过程中忽视了对其进行监控。研究表明：在常规的污水处理过程中，三氯生在污泥的吸附作用下可除去约30%，而随后在采用氢氧化钠处理污泥的过程中，部分三氯生会从污泥中释放出来，导致近年来在自然环境中频繁检测出三氯生。美国国家地质调查局(USGS)研究表明，全美30个州的139条河流中有85条河流被检出含有三氯生，最高浓度达到2300 ng/L;瑞士的湖泊中三氯生的含量为10-90 ng/L;西班牙的近海沉积物中三氯生的含量为130 μg/L;我国珠江流域的石井河中三氯生的含量为345至1329 ng/L，形势不容乐观。
近期大量研究表明：三氯生可以阻断载体蛋白还原酶，从而间接影响河流中水生生物的生长。另外，经过阳光及紫外线照射等因素的作用，在表层水体中的三氯生会生成毒性更大的二恶英和导致内分泌失调的化学物质等。在施加三氯生的土壤中，生物群落的结构和功能受到影响，微生物生长受到抑制，细菌和真菌的比例发生变化。同样，三氯生是具有疑似致癌性的氯酚类物质之一，对哺乳动物具有毒性作用和内分泌干扰作用。
目前，针对三氯生的污水处理方法主要集中在吸附和降解两个方面。其中，降解方面分为生物降解和化学降解，生物降解的研究主要是利用白腐真菌所产生的漆酶和过氧化物酶等对三氯生进行降解，但白腐真菌生长较为缓慢，生产周期较长。近年来，研究者发现纳米零价铁和锌对含氯有机物具有还原脱氯性，对含氯有机物具有很好的去除效果，因此，有人利用他们对三氯生进行化学降解研究。但该类物质在生产过程中的应用均遇到一些问题，如纳米铁稳定性较差，容易被氧化成铁的氢氧化物;氢氧化物在纳米铁表面沉积使纳米铁产生钝化;以及老化效应和磁性等。为了克服其自身的缺点，往往需要加入多种辅助因子(如Ag、Pd、Ni、Zn、维生素B12等)或者需要在厌氧条件下进行，这就使得污水处理过程中的操作更加繁琐。在三氯生的吸附方面，通常使用污泥、沸石、蒙脱石等吸附剂。然而，天然沸石、蒙脱石的吸附能力有限，需要加入化学试剂(如溴化十六烷吡啶、表面活性剂等)并且在一定条件下(如微波等)将其修饰，才能增加其吸附性。但是，所加入的化学试剂通常具有毒性，在实际应用中是否会造成二次污染，仍有待考证。另外，虽然污泥的吸附效果较好，但是随后在氢氧化钠处理过程中，部分三氯生会从污泥中释放出来，造成三氯生的清除效果下降。
鉴于此，亟需一种新颖的、操作简便的、行之有效的吸附回收污水中的三氯生的方法。
发明内容
针对上述情况，本发明的目的在于提供一种利用青霉属(Penicillium)真菌对污水中的三氯生进行吸附回收的方法。利用日常生活中极易得到的青霉菌，经过发酵、高压灭菌、过滤等过程制得吸附剂，再利用吸附剂对水体中的三氯生进行吸附。同时，利用乙醇等低毒有机溶剂提取吸附后的菌体，可以得到三氯生提取物，达到三氯生资源回收的目的，并且不会造成环境污染。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用青霉菌吸附回收污水中的三氯生的方法，其包括如下步骤：
(1)取青霉菌的菌体或其分生孢子悬液，加入到液体培养基中，于温度为20~30℃，转速为120~200rpm的恒温摇床中培养1~4天，得到青霉菌培养液;
(2)采用高压蒸汽灭菌法处理步骤(1)中获得的青霉菌培养液，过滤后得到作为吸附剂的青霉菌体;
(3)按照1kg青霉菌体:50~200L污水的比例，将步骤(2)中获得的青霉菌体加入到含有三氯生的污水中，搅拌使其分散，得到分散液;
(4)在温度为20～30℃，搅拌速度为120～200rpm的条件下，将步骤(3)中获得的分散液搅拌2～48小时，以便使青霉菌体充分吸附污水中的三氯生，过滤后得到吸附三氯生的青霉菌体;
(5)采用有机溶剂提取步骤(4)中获得的吸附三氯生的青霉菌体，将提取液减压浓缩至干，得到含有三氯生的浸膏。
优选的，在上述技术方案中，步骤(1)中所述青霉菌选自青霉属中的任意一种，优选草酸青霉(P. oxalicum)、指状青霉(P. digitatum)、产黄青霉(P. chrysogenum)中的任意一种。
优选的，在上述技术方案中，步骤(1)中所述液体培养基选自PDA液体培养基、LB液体培养基、MS液体培养基中的任意一种。
优选的，在上述技术方案中，步骤(1)中所述培养的温度为28℃，转速为150rpm，时间为2天。
优选的，在上述技术方案中，步骤(2)中所述高压蒸汽灭菌法在高压灭菌锅中进行。
优选的，在上述技术方案中，步骤(3)中所述青霉菌体与污水的比例为1kg:100L。
优选的，在上述技术方案中，步骤(4)中所述搅拌的温度为28℃，转速为150rpm，时间为2小时。
优选的，在上述技术方案中，步骤(5)中所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的任意一种，优选乙醇。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)青霉属是分布较广的子囊菌纲中的一属，青霉来源广泛，极易从土壤、空气和腐烂的食物中分离获得;
(2)青霉极易生长，无需任何复杂操作，即可生长在任何包含有机物的基质上，并且生长周期短;
(3)青霉菌体在吸附三氯生的过程中，可以有效防止三氯生降解为其他有害物质，避免了二次污染;
(4)菌体的制备方法简单并且易于与水体分离，方法简便、易于推广应用
