一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法技术

本发明专利技术是针对现有处理含酚废水方法的不足之处，提供一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法，该方法具有工艺过程简单、操作灵活方便、易于工业放大，含酚废水处理效率高、降解率高，设备及运行成本低廉等特点。本发明专利技术以市售漆酶为原料，经过漆酶分散、透析袋预处理、漆酶透析反应器制备、微气泡协同漆酶透析反应器组装等步骤处理含酚废水，并对漆酶透析反应器进行再生循环使用。本发明专利技术提供的方法，可广泛应用于煤气与炼焦、木材加工、石油化工、医药生产等行业含酚废水的处理。等行业含酚废水的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法


[0001]本专利技术属于废水处理和酶催化
，特别涉及一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法。

技术介绍

[0002]酚类化合物是重要的化学原料和中间体，在工业生产中广泛应用，随着工业生产废水排入水体时，会对水体造成严重污染，严重危害人类和生态环境的健康。含酚废水是工业生产中常见的高毒性、难降解废水，其来源十分广泛，如煤气与炼焦工业、木材加工工业、化学工业与有机合成工业、石油工业等。随着工业的发展，含酚废水的种类与数量都日益增加。在我国水污染控制中，酚类物质已经被列为优先控制污染物之一，其废水治理也是科学工作者亟需解决的环保问题。
[0003]现有的漆酶处理含酚废水的方法，如2021年5月7日授权公告的公告号为CN109012219B“一种原位固定漆酶超滤膜的制备方法、一种含酚废水的处理方法”的专利技术专利，该专利公开的方法是：首先将纳米活性炭Nac与漆酶Lac搅拌混合，制备得到固定漆酶产品Lac/Nac，然后将其与阶梯状化合物TB、N
‑
甲基吡咯烷酮NMP配成铸膜液，再在恒温恒湿条件下刮膜得到原位包埋固定化漆酶的超滤膜，最后将此超滤膜用于含酚废水的处理。该方法存在的缺点有：
①
原位固定漆酶超滤膜的制备工艺路线冗长、步骤繁琐、所需试剂繁多，不仅会产生一定的环境污染，而且不利于工业规模化应用；
②
原位固定漆酶超滤膜制备过程中，漆酶为物理法固定，导致超滤膜在使用过程中极易出现漆酶脱落，进而导致运行成本高，且脱落漆酶又会产生二次污染；
③
为达到较高的运行效率，原位固定漆酶超滤膜制备及应用过程中对温度、pH等条件要求较高，不便于实际运用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对现有处理含酚废水方法的不足之处，提供一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法，该方法具有工艺过程简单、操作灵活方便、易于工业放大，含酚废水处理效率高、降解率高，设备及运行成本低廉等特点。
[0005]本专利技术的机理是：漆酶是一种多酚氧化酶，对酚类物质有较好的降解作用。将漆酶置于一定截留分子量的透析袋中构建漆酶透析反应器，漆酶分子量远大于透析袋截留分子量而被束缚于膜内，反应物及其产物分子量均低于透析袋截留分子量，由于袋内外化学势差异使反应物及其产物可以自由穿梭于膜内外。漆酶集中于透析袋内，不仅显著提高反应速率和反应物转化率，而且可以实现游离漆酶的循环使用。在漆酶透析反应器的基础上引入微气泡技术，不仅可以强化传质效率解决漆酶透析反应器处理效率低的问题，而且微气泡产生的羟基自由基极大地促进了漆酶的催化降解效率，进而实现微气泡与漆酶作用的协同，显著提高含酚废水的降解率。
[0006]本专利技术的目的是这样实现的：一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法，以市售漆酶为原料，经过漆酶分散、透析袋预处理、漆酶透析反应器制备、微气泡协同漆酶透析反
应器组装等步骤处理含酚废水，并对漆酶透析反应器进行再生循环使用。其具体的方法步骤如下：（1）漆酶透析反应器制备以市售漆酶为原料，先按照漆酶的质量（g）︰纯化水的体积（mL）比为1︰5～20的比例，将漆酶分散于纯化水中，即为漆酶分散液。再按照截留分子量为1000～3000Da的透析袋的长度（cm）︰纯化水的体积（mL）比为1︰30～50的比例，将透析袋置于纯化水中，煮沸预处理5～10min，分别收集预处理后的液体和预处理后的透析袋。对于收集的预处理后的液体，可继续用于透析袋的煮沸预处理；对于收集的预处理后的透析袋，备用。然后再按照预处理后的透析袋的容积︰漆酶分散液的体积比为1︰0.2～0.5的比例，将漆酶分散液置于一端已用透析袋配重夹封闭的预处理后的透析袋中，然后将另一端也用透析袋配重夹封闭，就制备出漆酶透析反应器，用于下一步处理。
[0007]（2）微气泡协同漆酶透析反应器组装第（1）步完成后，按照第（1）步制备的漆酶透析反应器的容积︰反应池的体积比为1︰30～60比例，将漆酶透析反应器置于反应池中，再将微气泡发生器的进水管固定于距离反应池底部1～3cm处，出水管固定于距离反应池顶部5～10cm处，就组装出微气泡协同漆酶透析反应器，用于下一步处理。
[0008]（3）含酚废水的处理第（2）步完成后，按照第（2）步组装的微气泡协同漆酶透析反应器中反应池的体积︰质量浓度为100～500mg/L的含酚废水的体积比为1︰0.6～0.8的比例，将含酚废水置于微气泡协同漆酶透析反应器反应池中，控制微气泡进出量为0.5～3L/h，微气泡协同漆酶处理反应3～6h后，收集反应后的溶液和反应后的微气泡协同漆酶透析反应器。对于收集的反应后的溶液，即为处理后的含酚废水；对于收集的反应后的微气泡协同漆酶透析反应器，用于下一步处理。
[0009]（4）漆酶透析反应器的再生第（3）步完成后，按照第（3）步收集的反应后的微气泡协同漆酶透析反应器中反应池的体积︰纯化水的体积比为1︰0.6～0.8的比例，将纯化水置于反应后的微气泡协同漆酶透析反应器的反应池中，控制微气泡进出量为0.5～1L/h，处理0.5～1.5h后，收集再生后的漆酶透析反应器，置于4～8℃储存，可继续用于微气泡协同漆酶透析反应器的组装。
[0010]本专利技术采用上述技术方案后，主要有以下效果：1、本专利技术在生产过程中，工艺流程简短，设备极为简单，投资成本低廉，灵活性强，易于柔性化生产运行。
[0011]2、本专利技术在生产过程中，基于漆酶透析反应器引入微气泡技术，可以实现两种技术的协同效应，不仅显著提高含酚废水的处理效率，而且极大提高含酚废水的降解率（相同条件下处理3h，降解率提高了约7倍）。
[0012]3、本专利技术在生产过程中，主要使用生物酶催化技术与微气泡技术，反应条件温和，过程安全可控，可进一步推广应用于其他物质的处理或有机合成中。
[0013]4、本专利技术在生产过程中，将漆酶封闭于透析袋内，不仅可以使漆酶保持游离状态避免其由于固定化导致的酶活性降低，而且便于漆酶的循环使用，进而大幅度降低生产运行成本。
[0014]本专利技术提供的方法，可广泛应用于煤气与炼焦、木材加工、石油化工、医药生产等行业含酚废水的处理。
具体实施方式
[0015]下面结合具体实施方式，进一步说明本专利技术。
[0016]实施例1一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法，具体方法步骤如下：（1）漆酶透析反应器制备以市售漆酶为原料，先按照漆酶的质量（g）︰纯化水的体积（mL）比为1︰5的比例，将漆酶分散于纯化水中，即为漆酶分散液。再按照截留分子量为1000Da的透析袋的长度（cm）︰纯化水的体积（mL）比为1︰50的比例，将透析袋置于纯化水中，煮沸预处理10min，分别收集预处理后的液体和预处理后的透析袋。对于收集的预处理后的液体，可继续用于透析袋的煮沸预处理；对于收集的预处理后的透析袋，备用。然后再按照预处理后的透析袋的容积︰漆酶分散液的体积比为1︰0.3的比例，将漆酶分散液置于一端已用透析袋配重夹封闭的预处理后的透析袋中，然后将另一端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法，其具体方法步骤如下：（1）漆酶透析反应器制备以市售漆酶为原料，先按照漆酶的质量︰纯化水的体积比为1g︰5～20mL的比例，将漆酶分散于纯化水中；再按照截留分子量为1000～3000Da的透析袋的长度︰纯化水的体积比为1cm︰30～50mL的比例，将透析袋置于纯化水中，煮沸预处理5～10min，分别收集预处理后的液体和预处理后的透析袋；然后再按照预处理后的透析袋的容积︰漆酶分散液的体积比为1︰0.2～0.5的比例，将漆酶分散液置于一端已用透析袋配重夹封闭的预处理后的透析袋中，然后将另一端也用透析袋配重夹封闭，就制备出漆酶透析反应器；（2）微气泡协同漆酶透析反应器组装第（1）步完成后，按照第（1）步制备的漆酶透析反应器的容积︰反应池的体积比为1︰30～60比例，将漆酶透析反应器置于反应池中，再将微气泡发生器的进水管固定于距离反...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，谭丽蓉，李顺滢，潘丽芹，刘炯娜，陈佳，李易驰，
申请(专利权)人：重庆工商大学，
类型：发明
国别省市：