[发明专利]一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明属于废水处理和酶催化技术领域，特别涉及一种微气泡协同漆酶处理含酚废水的方法。

背景技术

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。

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”的发明专利，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。

发明内容

本发明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。

本发明的机理是：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。

本发明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。