固定化漆酶結(jié)合曝氣生物濾池深度處理制漿造紙廢水的研究.pdf

1、漆酶是一種含銅的多酚氧化酶,單獨存在時可氧化酚型木質(zhì)素結(jié)構(gòu),當(dāng)有介體存在時,在曝氣的條件下可以氧化非酚型木質(zhì)素結(jié)構(gòu)。制漿造紙二級生化出水含有大量木質(zhì)素結(jié)構(gòu),而這些物質(zhì)屬于一種難降解的物質(zhì),用普通的生物方法難以降解,往往使得出水CODCr和色度不能達到《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB3544-2008)。漆酶在木質(zhì)素的降解上表現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢,使得漆酶在制漿造紙領(lǐng)域的研究正逐步展開。
　　 漆酶單獨做為制漿造紙廢水的深度處理技

2、術(shù),具有較高的色度去除率和較低的CODCr去除率,但經(jīng)漆酶處理的廢水可生化性得到很大提高,因此本實驗在漆酶處理單元之后增設(shè)曝氣生物濾池進一步進行深度處理,取得了較高的CODCr、色度和氨氮去除率,出水可以達標(biāo)排放。
　　 考慮到游離漆酶具有較高的處理成本,所以本實驗首先進行漆酶的固定化,研究了固定化漆酶的最佳固定化條件和單獨處理制漿造紙二級生化出水的工藝條件,繼而研究固定化漆酶結(jié)合曝氣生物濾池深度處理制漿造紙廢水的可行性,最后設(shè)

3、計了固定化漆酶結(jié)合曝氣生物濾池兩級反應(yīng)器并取得良好處理效果,反應(yīng)器運行良好。具體研究方法及成果如下:
　　 1.環(huán)氧化PVA載體最佳制備工藝:稱取100g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的PVA溶液,加入35mL,25%的戊二醛溶液,混合均勻后用HCl調(diào)節(jié)溶液pH為1～2,在室溫下攪拌至溶膠態(tài),可得到具有最大通透性的PVA。取10gPVA顆粒,加入10mL環(huán)氧氯丙烷和10mL二甲基亞砜,用NaOH調(diào)節(jié)溶液pH為10～12,然后放入60℃恒溫水浴

4、振蕩器中反應(yīng)6h,通過滴定法測定環(huán)氧化PVA的環(huán)氧固載量,可得到具有最大環(huán)氧固載量的環(huán)氧化PVA載體,極大的提升了漆酶的固載空間;
　　 2.漆酶固定化最佳工藝:控制環(huán)氧化PVA顆粒的質(zhì)量和漆酶體積的比值為1:1,加兩倍于漆酶體積的Hac-NaAc緩沖溶液,放到35℃的恒溫水浴振蕩器中,以150r/min.的轉(zhuǎn)速反應(yīng)5h,反應(yīng)結(jié)束后將固定化漆酶放到4℃的冰箱中靜置6h得到固定化漆酶。采用分光光度法測定固定化漆酶的活性,所選底物為

5、愈創(chuàng)木酚,可得該條件下制得的固定化漆酶具有最大的相對酶活;
　　 3.固定化漆酶深度處理制漿造紙廢水最佳條件:控制固定化漆酶的投加量為0.2g/L,廢水pH3.5,CuSO4投加量為10mg/L,HBT為0.008g/L,在25℃曝氣反應(yīng)8h后色度去除率可達85%左右。若把HBT改為磷鉬酸,控制磷鉬酸投加量為500mg/L,反應(yīng)8h后色度去除率達50%左右,取得了良好的處理效果;
　　 4.固定化漆酶結(jié)合曝氣生物濾池深處

6、處理制漿造紙廢水最佳條件:將固定化漆酶最優(yōu)條件下處理過的廢水通入BAF,控制BAF單元氣水比為2:1,HRT為5h,BAF單元的CODCr去除率達50%左右,NH4+-N去除率達80%左右:
　　 5.兩級反應(yīng)器的設(shè)計及運行:反應(yīng)器的設(shè)計結(jié)構(gòu)為三環(huán)柱狀型,內(nèi)環(huán)為固定化漆酶單元,中環(huán)為酸堿調(diào)節(jié)單元,外環(huán)為BAF單元,整個反應(yīng)器高為500mm,內(nèi)徑分別為160mm、320mm和380mm。反應(yīng)器運行后固定化漆酶單元的CODCr去除率