[发明专利]酶法产生的过酸对染料的氧化脱色-方法、组合物和套盒

说明书

优先权

本申请要求2009年3月3日提交的美国临时申请系列号61/157,099的优先权，其整体引入本文作为参考。

技术领域

所述组合物和方法涉及使用酶法产生的过酸对水性介质中的染料分子的脱色。

背景技术

纺织品材料的染色不是一个有效的过程，因为许多用来染色纺织品的染料保留在染色介质中。由于部分耗竭的染色介质的确切成分不同，再次使用耗竭的染色介质可能产生不一致的结果。因此，该残余的染色介质通常被丢弃，导致大量的染料污染的废水进入环境。经染色的工业废水能引起生态系统的严重破坏，例如由于其减少了光通透性，对水生生命的光合作用的影响。

用于去除纺织品废水染料的常规处理技术包括物理方法(凝固/絮凝)，膜分离(超滤、反渗透)以及通过活性炭吸附去除。这些方法花费昂贵，还会导致污染物的相转移。由于某些染料的复杂结构使其抗生物降解，现有的微生物方法还不是处理废水的有效方法。

染料的化学分解通常以两种不同的方式进行。染料可以使用稀盐酸或甲酸溶液在称为“增白”的方法中部分除去。或者，染料可使用还原剂、氧化剂和释放助剂在称为“脱色(stripping)”的方法中分解。

通常使用基于过氧化氢(H₂O₂)的氧化，因为它与氯或常规的漂白剂(即，次氯酸盐)相比，能产生更清洁的副产物。已知H₂O₂对蒽醌或偶氮染料无效，这些染料被广泛使用并造成了严重的环境影响。此外，使用H₂O₂的脱色反应很慢。较快的氧化性脱色方法利用了高级氧化技术(AOP)，其通常使用臭氧(O₃)、用紫外光活化的臭氧(UV)/O₃、用UV活化的过氧化氢UV(UV/H₂O₂)，或产生较强氧化剂如过酸的“活化剂”。由于化学活化剂或紫外线辐射能的花费，这些方法难以大规模使用。

脱色通常使用碱性的连二亚硫酸钠、氯酸钠、次氯酸钠或二氧化硫脲。这些化学物是环境不友好的，从健康和安全的方面需要谨慎处理。

仍然存在对环境温和的更有效的染料脱色方法的需求。

概述

提供了对水性介质中染料脱色的方法和组合物。

一方面，提供了使染料脱色的方法，包括使染料接触包含下列成分的组合物：过水解酶(perhydrolase)、过水解酶的底物以及过氧化氢源；其中在过氧化氢存在下，通过过水解酶对底物的催化作用产生过酸；并且其中所述染料与该组合物在一定条件下接触一段时间，所述条件和时间适合于产生足以使至少部分染料脱色的量的过酸。

在一个相关方面，提供了使染料脱色的方法，包括使染料接触酶法产生的过酸，其中所述染料被过酸脱色至超过没有酶法产生的过酸的等价组合物脱色的程度。在另一个相关方面，提供了使染料脱色的方法，包括使染料接触包含过水解酶、过水解酶的底物以及过氧化氢源的组合物，其中在过氧化氢存在下，通过过水解酶对底物的催化作用产生过酸；其中所述染料与该组合物在一定条件下接触一段时间，所述条件和时间适合于产生足以使染料脱色，包括改变染料的色调、色度、色泽或亮度的过酸。

在某些实施方案中，所述染料存在于废水中。在某些实施方案中，所述废水来自纺织品加工过程。在某些实施方案中，所述纺织品加工过程是纺织品染色过程。在某些实施方案中，所述废水来自纸浆或纸加工过程。在某些实施方案中，所述纸浆或纸加工过程是脱黑过程。

在不同的实施方案中，水性介质中至少约40％、至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约80％、至少约90％、或甚至至少约95％的染料被脱色。在特定的实施方案中，至少40％的染料被脱色。在特定的实施方案中，至少50％的染料被脱色。在特定的实施方案中，至少60％的染料被脱色。在特定的实施方案中，至少70％的染料被脱色。在特定的实施方案中，至少80％的染料被脱色。

在某些实施方案中，与缺乏过水解酶的等价方法中被脱色的染料的量相比，废水中至少两倍的染料被脱色。在某些实施方案中，与缺乏过水解酶的等价方法中被脱色的染料的量相比，废水中至少三倍的染料被脱色。