固定化漆酶用于廢水深度處理的研究.pdf

1、在我國，制漿造紙企業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，對自然環(huán)境中的水體，造成了巨大的污染。在新推出的國標(GB3544-2008)中，對制漿造紙出水中的各項指標提出了更加嚴格的要求。因此，為了廢水能達到新的排放標準更好的回收利用，開發(fā)研究高效的造紙廢水深度處理技術具有非常重要的意義。氯酚類化合物是一類有毒且難降解有機污染物。其中2,4-二氯苯酚等有機物大量在于印染紡織、造紙等廢水中。近年來，隨著生物技術在環(huán)保領域的快速發(fā)展，生物法處理氯酚類污染物的

2、優(yōu)越性也是逐漸突出。漆酶是一種多酚類氧化酶，可以催化降解制漿造紙廢水中的酚類等有機物。固定化漆酶比游離漆酶有很多優(yōu)勢，如：可回收利用、不易失活、穩(wěn)定性強等。因此，在廢水處理中，固定化酶技術有獨特優(yōu)勢。本文分別利用改性磁性二氧化硅以及改性微晶纖維素作為漆酶固定化的載體，進行對比研究，并確定最佳固定化載體，進而通過固定化的漆酶，有效的降低廢水的污染物濃度。
　　本文首先通過共沉淀法合成了磁性四氧化三鐵粒子(MNP)；進行了XRD檢測分

3、析，可分析出磁性粒子為磁鐵礦型。確定了最佳 NaOH濃度為0.2mol/L，最佳溫度為40℃，最佳鐵鹽與堿的摩爾濃度比為3:10。并通過謝樂公式，計算出四氧化三鐵粒子的粒徑為17.9nm左右。第一步：采用溶膠凝膠法，以磁性四氧化三鐵粒子作核心、正硅酸乙酯作硅源，合成了磁性二氧化硅（MS）載體。第二步：γ-氨丙基三乙氧基硅烷作偶聯劑，反應生成氨基修飾磁性二氧化硅（AMS）載體。并且通過FTIR紅外譜圖結果表示，AMS載體表面成功引入氨基；

4、通過滴定法測定AMS載體的氨基含量大約為0.15mmol/g；掃描電鏡圖可以看出載體為疏松多孔結構，利于漆酶結合。其次環(huán)氧氯丙烷與纖維素在堿性條件下，制得環(huán)氧化纖維素。通過高碘酸鈉氧化作用，氧化為雙醛纖維素。最后，高溫溶解的三聚氰胺中與環(huán)氧纖維素的環(huán)氧基、醛基發(fā)生反應生成席夫堿。進而硼氫化鈉還原，生成比較穩(wěn)定的氨基修飾纖維素（EDC- Melamine）。通過傅里葉紅外光譜可以看出氨基修飾纖維素結構中成功接枝了三聚氰胺；掃描電鏡圖（SE

5、M）顯示，改性后的纖維素表面變得疏松多孔，增加了漆酶的接觸點；通過滴定法測定EDC- Melamine載體的氨基含量大約為1.237mmol/g。最后討論了兩種載體材料對漆酶的固定化效率，EDC-Melamine的固定化量能達到8650U/g，遠高于AMS的4300U/g。我們選用EDC- Melamine作為漆酶固定化載體處理水中的2,4-二氯苯酚以及制漿造紙廢水。通過對比載體材料與固定化漆酶的研究發(fā)現，降解水中2,4-二氯苯酚時，起

6、主要作用的是漆酶2,4-二氯苯酚的催化氧化，隨著投加量的增加，去除率能達到71％左右。最佳的反應時間為4h。固定化漆酶重復使用6次，去除率依然能達到63%左右。再次說明固定化漆酶的穩(wěn)定性較好。通過研究不同的投加量對造紙廢水不同指標的影響時，我們發(fā)現，隨著投加量的增加，廢水中pH、色度、木素濃度以及UV254濃度都是隨著不斷降低，但是COD、TOC的值會隨著投加量的增加，先減小后增大。綜合分析，每處理60ml廢水，投加0.3g固定化漆酶。