漆酶反應(yīng)器的研究與開發(fā).pdf

1、我國(guó)制漿造紙廢水排放量大,污染大,近年來(lái)對(duì)造紙廢水的治理要求越來(lái)越嚴(yán)格,木素等物質(zhì)是制漿造紙廢水中污染物、毒性和色度的主要來(lái)源。
　　 白腐菌是目前全球發(fā)現(xiàn)的唯一的能完全將木素降解成水和二氧化碳的生物。白腐菌與木素的作用時(shí)間長(zhǎng),主要靠其分泌的三種酶來(lái)降解木素,漆酶以外的其它酶與木素反應(yīng)時(shí)需要大量過(guò)氧化氫的參與,所以漆酶顯示出獨(dú)特的優(yōu)越性。游離漆酶無(wú)法回收重復(fù)使用,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)漆酶的固定化研究較多,對(duì)漆酶反應(yīng)器的研究很少。本課題研

2、究的目的是開發(fā)漆酶反應(yīng)器,用于處理造紙廢水,降低廢水的色度和污染物含量。
　　 攪拌罐式酶反應(yīng)器和噴射式酶反應(yīng)器等剪切力太大,容易造成固定化漆酶的破碎和泄漏。流化床酶反應(yīng)器傳質(zhì)傳熱效果好,混合均勻;固定床酶反應(yīng)器填充的固定化酶密度大,反應(yīng)效率高,反應(yīng)器對(duì)固定化酶的剪切力小,實(shí)驗(yàn)對(duì)流化床漆酶反應(yīng)器和固定床漆酶反應(yīng)器進(jìn)行了研究。
　　 海藻酸鈉包埋法固定漆酶方法簡(jiǎn)單,原料來(lái)源廣泛。對(duì)其影響因素做了正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn),得出固

3、定化最佳條件為:CaCl2濃度為4%、海藻酸鈉濃度為4.5%、漆酶溶液濃度為45U、固定化時(shí)間為120min。該條件下,固定化漆酶酶活最大,為1.8U/mg。漆酶固定化后,耐熱性和使用穩(wěn)定性均得到了提高。
　　 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制作了流化床漆酶反應(yīng)器,外形尺寸為260mm×Φ130mm,有效容積為1.5L,用海藻酸鈉包埋法固定漆酶。反應(yīng)器底部和出水口設(shè)有紗網(wǎng)阻止固定化漆酶流失。該反應(yīng)器處理造紙廢水的正交實(shí)驗(yàn)和單因素實(shí)驗(yàn)表明,影響因素的重

4、要性順序從大到小分別為:反應(yīng)時(shí)間、給酶量、投加HOBT介體量、pH值。循環(huán)處理2L造紙廢水時(shí)最優(yōu)方案為:反應(yīng)時(shí)間為50min、給酶量為30g/L、投加HOBT介體量8mg/L,pH值為5。該條件下,處理COD為250mg/L,色度為55倍的造紙廢水,廢水COD去除率為50%,色度去除率為65%。反應(yīng)器可做的改進(jìn)包括:增加高徑比;在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置固液分離器;在反應(yīng)器外壁設(shè)置保溫裝置。
　　 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制作了柱狀結(jié)構(gòu)的固定床漆酶反應(yīng)器,

5、外形尺寸為250mm×Φ80mm,有效容積為1.2L,用海藻酸鈉包埋法固定漆酶。反應(yīng)器中間裝有分隔托板,整個(gè)反應(yīng)器呈密封狀。用該反應(yīng)器循環(huán)處理2L造紙廢水,正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明最優(yōu)方案為:給酶量為30g/L,pH值為5,投加HOBT介體量為8mg/L,反應(yīng)時(shí)間為60min;此時(shí)處理COD為250mg/L、色度為55倍的造紙廢水,廢水COD去除率為53%,色度去除率為69%。反應(yīng)器可做的改進(jìn)包括:在底部設(shè)置布水裝置;多設(shè)置分隔托板;反應(yīng)器外部