固定化漆酶應(yīng)用在染料廢水脫色中
中國污水處理工程網(wǎng) 時間:2018-3-23 16:16:49
污水處理技術(shù) | 匯聚全球環(huán)保力量,降低企業(yè)治污成本
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,各種各樣的染料應(yīng)運(yùn)而生,據(jù)報道,每年產(chǎn)生的染料已經(jīng)超過了7000萬t。染料對環(huán)境以及人們?nèi)粘I钏鶐淼奈:Σ豢尚∮U,它不僅對水體的溶氧及可視度造成了嚴(yán)重影響,還會生成聯(lián)苯胺等致癌物質(zhì),所以染料的降解和處理問題備受關(guān)注。近年來對于漆酶處理染料廢水的研究與應(yīng)用得到了很多學(xué)者的青睞,它能夠分解多種染料,作用底物范圍廣,并且通過介體及固定化酶技術(shù)的使用可以使得應(yīng)用范圍更廣。固定化酶技術(shù)在20世紀(jì)中期才得到發(fā)展,通過物理或者化學(xué)方法,將酶固定在載體上,不僅使酶的穩(wěn)定性增強(qiáng),而且使其適應(yīng)條件更廣,同時還實(shí)現(xiàn)了酶的循環(huán)利用,節(jié)約了成本。筆者選擇的載體海藻酸鈉是一種線性的天然生物大分子,具有生物可降解性、生物相容性及其生物黏附性,并且對于海藻酸鈉凝膠的研究國內(nèi)外已經(jīng)有很多相關(guān)報道,實(shí)驗(yàn)技術(shù)比較成熟,實(shí)驗(yàn)主要通過海藻酸鈉及氯化鈣等物質(zhì)的用量來控制小球的粒徑,通過控制pH等條件來得到一定性能的小球。固定化酶的最大優(yōu)勢是提高酶的穩(wěn)定性和重復(fù)使用率,在工業(yè)上處理廢水時,采用固定化酶可以在提高酶的穩(wěn)定性的同時減少酶的損失,從而有助于降低處理成本。筆者采用海藻酸鈣微球包埋的方法實(shí)現(xiàn)細(xì)菌漆酶的固定化。與菌株LC03游離漆酶相比較,游離漆酶的最適pH為6.8,而經(jīng)過海藻酸鈣固定后的漆酶最適pH下降為6.2,表明固定后的漆酶耐酸性增強(qiáng)。固定化漆酶對酸堿環(huán)境要求降低的原因可能是固定化載體的網(wǎng)格將酶包埋起來,起到了保護(hù)作用,使其受外界影響變小。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
在固定化漆酶對單染料的脫色降解中發(fā)現(xiàn),固定化小球?qū)θ玖螩V脫色作用尤為明顯,脫色1h后脫色率就達(dá)到80%以上;對其他3種類型染料也有一定的脫色作用。當(dāng)在脫色體系中加入介體后,介體對染料的脫色均有促進(jìn)作用,并且對染料IC、RBBR和RB5的促進(jìn)作用非常明顯,隨著介體濃度的升高脫色率也增大。Cristóvoa等通過綠椰纖維對染料RB5、RY176進(jìn)行吸附脫色,脫色率分別為23%、0,而固定化空白小球?qū)θ玖蟁B5的吸附脫色率為11.95%,固定化漆酶-介體系統(tǒng)對染料RB5脫色的脫色率可達(dá)到90.25%。
工業(yè)染料廢水一般含有多種混合染料及其他成分化合物,筆者將4種結(jié)構(gòu)不同的染料混合后加入不同成分的鹽類模擬工業(yè)染料廢水,考察固定化漆酶在不同pH條件下對模擬染料廢水的影響,在酸性和堿性條件下,脫色率比較高,都能達(dá)到50%以上,而在pH6.2的條件下,脫色率則相對較低。
但是當(dāng)加入介體后,在pH6.8和pH9.0條件下,對模擬染料廢水的脫色效果明顯增強(qiáng),而在pH3.0時,脫色率幾乎不變。通過對固定化小球穩(wěn)定性的測定發(fā)現(xiàn),小球在15d時,仍可降解染料,但是隨著時間的延長,小球發(fā)生膨脹,無法測定其活性。
固定化細(xì)菌漆酶降低了生產(chǎn)成本,增加了重復(fù)利用率,為生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。通過對有無介體條件下單染料的降解脫色研究,分析比較固定化細(xì)菌漆酶對不同類型染料的降解脫色能力及其方式。通過不同環(huán)境下模擬染料廢水的脫色研究,篩選出不同環(huán)境下對模擬染料廢水脫色的最適體系。在pH3.0、6.8及9.0條件下,固定化細(xì)菌漆酶對模擬染料廢水均有很好的脫色效果,而據(jù)報道來自紡織工業(yè)的大部分廢水一般均為中性或者堿性,因此相較于固定化的真菌漆酶,細(xì)菌漆酶有更大的優(yōu)勢及其應(yīng)用價值。