一种偶氮染料降解菌及其应用制造技术

本发明专利技术涉及一种偶氮染料降解菌及其应用，偶氮染料降解菌为粪肠球菌R1107，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2022417。所述的偶氮染料降解菌还能应用于降解偶氮染料废水本发明专利技术的粪肠球菌R1107可以在碱性条件下处理含偶氮染料、重金属和高盐的混合STE，可以对STE进行72.79％的有效脱色并且缓解了高碱的pH环境。且不仅具有高效的脱色效率，还能够有效地破坏偶氮染料的结构。LC

【技术实现步骤摘要】
一种偶氮染料降解菌及其应用


[0001]本专利技术涉及染料废水处理领域，具体涉及一种偶氮染料降解菌及其应用。

技术介绍

[0002]含有偶氮染料的纺织工业排出的废水具有高度的色彩，因此可以用视觉识别。偶氮染料具有复杂的芳香结构，耐光、生物活性、臭氧等难以降解的环境条件。因此，传统的废水处理方法显然达不到预期的效果。此外，阴离子和非离子偶氮染料由于偶氮基团的活性裂解而释放出有毒的胺类物质。且偶氮染料废水中重金属如铬、钴、镍和铜(金属化染料)的存在也是一个值得关注的环境问题。
[0003]目前，物理、化学和生物方法已广泛应用于偶氮染料废水的处理，其处理过程因染料分子结构的不同而有所不同。常用的物理化学方法包含吸附、过滤、臭氧化、UV/NaOCl、电化学氧化、超声辐照、UV/H2O2调节，中和，光降解，电化学，混凝
‑
絮凝，气浮，沉淀等。这些方法在一定程度上缓解了偶氮染料废水所带来的危害，但也具有局限性，如光降解过程中会产生有毒副产物，对于高浓度的偶氮染料废水，简单的吸附，沉淀并不能达到理想的效果还需二次降解，降解流程繁琐。生物降解的方法主要有水解酸化，厌氧生物法，好氧生物法，生物吸附，膜分离，高级氧化法等技术方法。其中，生物处理因其成本低、效率高、操作简单、可完全降解、无二次污染等特点，已被证明是一种有效的处理方法，受到了广泛的关注。传统处理偶氮染料污水的策略主要局限于物理化学过程，这些过程需要消耗大量的能源和经济成本，基于这些原因，目前的挑战集中在利用能够将偶氮染料降解为小分子低毒化合物的环境细菌。
[0004]为了缓解偶氮染料难以降解，且持续的危害性等挑战，微生物生物修复技术已经成为有色水污染的有效解决方案。众所周知，微生物在异种有机化合物的矿化中起着至关重要的作用。早期的研究已经证明，染料可以通过真菌、藻类、放线菌、植物和纯或混合培养的细菌或其酶进行部分或完全的生物降解。与其他生物相比，细菌是生物修复的理想候选者，因为它们可以极大地适应废水的极端环境。此外，细菌培养只需较短的生长周期和简单的营养。因此，利用环境中的新型细菌进行生物修复是值得开发的。目前已知应用到偶氮染料废水降解的细菌有芽孢杆菌、微球菌、假单胞菌、新芽孢杆菌、狭养单胞菌、盐单胞菌、嗜水气单胞菌和缺氧芽孢杆菌等。
[0005]据报道，研究开发了一种嗜酸狭养单胞菌，假单胞菌和纤维素单胞菌三个细菌组成的联合体用于降解单偶氮染料，并对每个成员进行基因分析阐明了个体生物对染料降解和催化潜能。确立了以嗜酸狭养单胞菌，假单胞菌为降解主导地位，纤维素单胞菌为降解辅助地位的降解模型。有学者构建了包含生产锰过氧化物酶的巴利酵母菌和腐殖乳杆菌在内的新型酵母群，并确定其降解产物不是毒性芳香胺。此外，还有研究者构建了一个有效降解偶氮染料的嗜热微生物群落，厌氧芽孢杆菌、梭状芽孢杆菌、芽孢杆菌等微生物的协同作用可分泌偶氮还原酶和漆酶对偶氮染料进行有效脱色。同样，印度研究者在纺织废水中分离出两株嗜盐碱细菌分泌淀粉酶可成功对偶氮染料进行脱色。近期，有学者从纺织废水中分
离得到一株旋氏单胞菌，可产偶氮还原酶，漆酶和NADH
‑
DCIP还原酶，对偶氮染料普什安红具有良好的降解潜能。
[0006]然而，目前的研究大多集中于偶氮染料降解微生物的筛选、表征及其降解能力评价，这些研究提高了我们对偶氮染料降解过程的认识，并在一定程度上提高了对偶氮染料降解过程的认识。为了提高环境中偶氮染料污染物的生物修复效率，除了筛选偶氮染料降解菌外，还需要了解菌株降解偶氮染料的分子机制。以往的研究表明，偶氮染料的生物降解是由其生长和代谢过程中产生的一系列酶引起的，染料的生物修复可以通过生物吸附和/或生物降解来实现。在第一种情况下，染料分子结合到生物体的表面；在第二种情况下，酶负责将复杂的染料分子转化为简单的化合物。
[0007]细菌对偶氮染料的生物降解在好氧和厌氧条件下均可发生。细菌酶系统能使苯环发生氧合破坏，如单加氧酶和双加氧酶。偶氮染料的降解中间体可以在其他基质的帮助下作为营养源并进一步矿化。另一方面，细菌对偶氮染料的厌氧降解开始于偶氮键的裂解，然后形成有毒的中间产物，如芳香胺。偶氮还原酶常被报道参与细菌对偶氮染料的厌氧降解。目标污染物接受电子供体的电子，从而改善偶氮染料的完全降解。在实际应用中，实际纺织废水除合成染料外，还含有大量的重金属、盐类和助剂。纺织废水的碱性环境限制了微生物的降解效率。一般认为微生物在混合污染物的存在下不那么万能。恶劣的环境抑制了微生物的生长，并中断了合成染料的生物降解。目前现有技术中并没有发现有微生物能在环境苛刻的纺织废水中仍能发挥作用。

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种偶氮染料降解菌及其应用。
[0009]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0010]一种偶氮染料降解菌，为粪肠球菌(Enterococcus faecalis)R1107，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2022417，保藏地点为中国武汉武汉大学，保藏日期为2022年4月14日。
[0011]所述的偶氮染料降解菌在降解偶氮染料废水中的应用，包括以下步骤：
[0012]以5
‑
15％的接菌量接种粪肠球菌R1107于偶氮染料废水中，在30
‑
40℃， 100
‑
200rpm条件下培养48h以上。
[0013]进一步的，所述偶氮染料废水的PH值大于9。
[0014]进一步的，所述粪肠球菌R1107的接菌量为10％。
[0015]本专利技术的有益效果为：
[0016]本专利技术从纺织废水中分离鉴定了一种新型粪肠球菌R1107，研究粪肠球菌R1107对偶氮染料的抗性和脱色效果，通过傅里叶变换红外光谱(FTIR) 分析，验证粪肠球菌R1107对偶氮染料的有效降解作用。且发现利用粪肠球菌R1107可以在碱性条件下处理含偶氮染料、重金属和高盐的混合STE，实验证明粪肠球菌R1107可以在48h内可以对STE进行72.79％的有效脱色并且缓解了高碱的pH环境。且粪肠球菌R1107不仅具有高效的脱色效率，还能够有效地破坏CR、RB5和DB38等偶氮染料的结构。LC
‑
MS分析结果揭露出偶氮染料经粪肠球菌R1107处理后可以形成低分子量的低毒化合物。植物毒性试验结果表明，粪肠球菌R1107对偶氮染料的处理使之毒性显著性降低。综上所述粪肠球菌R1107对于偶氮染料不仅是简单
的脱色，还具有生物降解和解毒的功效。
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0018]图1为粪肠球菌R1107对偶氮染料0h(左1)和48h(右2)脱色分析示意图，图1(A)中偶氮染料为刚果红，(B)中偶氮染料为活性黑5，(C)中偶氮染料为直接黑38；
[0019]图2为粪肠球菌R1107对不同浓度偶氮染料脱色的时间历程分析图；图注：A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偶氮染料降解菌，其特征在于，为粪肠球菌R1107，保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC M 2022417。2.权利要求1所述的偶氮染料降解菌在降解偶氮染料废水中的应用，其特征在于，包括以下步骤：以5
‑
15％的接菌量接种粪肠球菌R1107于偶氮染料废水中，在30
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋慧婷，江正兵，刘家书，李华南，王瑞，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：