固定化漆酶用于废水深度处理的研究

发布时间：2018-05-03 09:15

  本文选题：漆酶 + 固定化　； 参考：《齐鲁工业大学》2015年硕士论文

【摘要】：在我国,制浆造纸企业是工业废水排放大户,对自然环境中的水体,造成了巨大的污染。在新推出的国标(GB3544-2008)中,对制浆造纸出水中的各项指标提出了更加严格的要求。因此,为了废水能达到新的排放标准更好的回收利用,开发研究高效的造纸废水深度处理技术具有非常重要的意义。氯酚类化合物是一类有毒且难降解有机污染物。其中2,4-二氯苯酚等有机物大量在于印染纺织、造纸等废水中。近年来,随着生物技术在环保领域的快速发展,生物法处理氯酚类污染物的优越性也是逐渐突出。漆酶是一种多酚类氧化酶,可以催化降解制浆造纸废水中的酚类等有机物。固定化漆酶比游离漆酶有很多优势,如：可回收利用、不易失活、稳定性强等。因此,在废水处理中,固定化酶技术有独特优势。本文分别利用改性磁性二氧化硅以及改性微晶纤维素作为漆酶固定化的载体,进行对比研究,并确定最佳固定化载体,进而通过固定化的漆酶,有效的降低废水的污染物浓度。首先,通过共沉淀法合成了磁性四氧化三铁粒子(MNP)；进行了XRD检测分析,可分析出磁性粒子为磁铁矿型。确定了最佳NaOH浓度为0.2mol/L,最佳温度为40℃,最佳铁盐与碱的摩尔浓度比为3：10。并通过谢乐公式,计算出四氧化三铁粒子的粒径为17.9nm左右。第一步：采用溶胶凝胶法,以磁性四氧化三铁粒子作核心、正硅酸乙酯作硅源,合成了磁性二氧化硅(MS)载体。第二步：γ-氨丙基三乙氧基硅烷作偶联剂,反应生成氨基修饰磁性二氧化硅(AMS)载体。并且通过FTIR红外谱图结果表示,AMS载体表面成功引入氨基；通过滴定法测定AMS载体的氨基含量大约为0.15mmol/g;扫描电镜图可以看出载体为疏松多孔结构,利于漆酶结合。其次,环氧氯丙烷与纤维素在碱性条件下,制得环氧化纤维素。通过高碘酸钠氧化作用,氧化为双醛纤维素。最后,高温溶解的三聚氰胺中与环氧纤维素的环氧基、醛基发生反应生成席夫碱。进而硼氢化钠还原,生成比较稳定的氨基修饰纤维素(EDC-Melamine)。通过傅里叶红外光谱可以看出氨基修饰纤维素结构中成功接枝了三聚氰胺；扫描电镜图(SEM)显示,改性后的纤维素表面变得疏松多孔,增加了漆酶的接触点；通过滴定法测定EDC-Melamine载体的氨基含量大约为1.237mmol/g。最后,讨论了两种载体材料对漆酶的固定化效率,EDC- Melamine的固定化量能达到8650U/g,远高于AMS的4300U/g。我们选用EDC- Melamine作为漆酶固定化载体处理水中的2,4-二氯苯酚以及制浆造纸废水。通过对比载体材料与固定化漆酶的研究发现,降解水中2,4-二氯苯酚时,起主要作用的是漆酶2,4-二氯苯酚的催化氧化,随着投加量的增加,去除率能达到71%左右。最佳的反应时间为4h。固定化漆酶重复使用6次,去除率依然能达到63%左右。再次说明固定化漆酶的稳定性较好。通过研究不同的投加量对造纸废水不同指标的影响时,我们发现,随着投加量的增加,废水中pH、色度、木素浓度以及UV254浓度都是随着不断降低,但是COD、TOC的值会随着投加量的增加,先减小后增大。综合分析,每处理60m1废水,投加0.3g固定化漆酶。在此投加量下,废水色度去除率达到75%,pH降低至7.7左右,COD降低至140左右,TOC降低至55左右,木素浓度以及UV254去除率都能达到80%以上。证明了固定化方法在制浆造纸废水处理中,是可行的。
[Abstract]:In recent years , with the rapid development of biotechnology in the field of environmental protection , it is very important to develop high - efficiency advanced treatment technology for papermaking wastewater .
The magnetic particle size was determined to be 0.2mol / L , the optimum temperature was 40 鈩，

本文编号：1837910