一種利用酶活大豆粉提高印染廢水生化處理能力的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生化處理方法，具體是指一種利用酶活大豆粉提高印染廢水生化 處理能力的方法，尤其是酶活大豆粉在生化好氧階段的應用。 技術背景
[0002] 印染廢水污染重，氣味大，對環(huán)境破壞嚴重，目前80%以上的企業(yè)均采用生物法來 處理，但由于近年來紡織和印染新技術的應用，PVA漿料、表面活性劑和新型助劑等難以生 物降解的有機物大量進入印染廢水，使廢水的可生化性明顯降低，處理難度增加。以往用 于印染廢水單獨處理的活性污泥法，其C0D處理效率已由原來的70%下降到50%，甚至更 低，致使廢水處理后不能達標排放。對傳統(tǒng)生物法工藝進行技術改造已成為印染廢水中一 個迫切需要解決的問題。
[0003] 應用生物酶技術處理印染廢水是目前印染領域研究的熱點之一。特別是隨著印染 產業(yè)近年來的迅猛發(fā)展。該項研究工作對國家"節(jié)能減排"產業(yè)政策具有十分重要的意義。 生物酶是一種能力巨大的催化劑，酶可以作用于污染物質中復雜的化學鏈，將其降解為小 分子有機物或C02、H20等無機物，有機物的處理則通過酶反應形成游離基，游離基發(fā)生化 學聚合反應生成高分子化合物沉淀，經過濾即可除去。與其他微生物處理方法相比，酶技術 的應用具有催化效率高、反應條件溫和、對設備要求低、反應速度快等優(yōu)點?？梢哉f酶技術 應用在廢水處理中是一種很有潛力的方法，但是酶在高溫、強酸條件下穩(wěn)定性差，易失活， 酶活性易受到廢水中污染物的影響，不能重復利用。這一點嚴重制約了酶技術在工業(yè)生產 中的推廣應用。
[0004] 1980年Klibanov等首先將辣根過氧化物酶（HRP)用于處理酚類和苯胺類廢 水。
[0005] 張丹等在[辣根過氧化物酶處理酚和氯酚的催化特性研究[J].環(huán)境科 學.1998，19(1):25-29。]一文中研究了用!11^處理酚和氯酚時的催化特性。！11^對某 些酚的去除率達99%，但因HRP成本高、原料來源有限，至今未能實際應用。中國專利CN 102219338A公開了一種電化學氧化生物酶催化去除水中有機污染物的方法，該方法利用 利用含一種活潑性金屬和氟的鈦基二氧化鉛電極與生物酶聯(lián)用降解水中有機污染物。但是 該工藝中使用的游離生物酶，由于本身的一些蛋白性質，如容易失活、對周圍環(huán)境（如鹽濃 度、pH、溫度等因素）高度敏感性等限制了它的有效應用。中國專利CN102115264A也公 開了一種生物酶深度處理造紙廢水的工藝方法，是以海藻酸鈉固定化漆酶試驗，之后將經 過均衡調節(jié)處理后的廢水經恒流泵定量提升進入反應器，水流均勻向上流動，廢水中的污 染物質與反應區(qū)的固定化漆酶充分接觸，被固定化漆酶氧化降解，處理后的廢水達標排放 或回用。該方法將生物酶進行了固定化處理，有效解決了游離酶投放到廢水中即溶于溶液， 隨廢水流失，無法回收再利用的弊端。但酶的固定化操作本身就帶有一定的材料選擇性，尋 找新的，能提高酶活性的固定化載體也是一項很艱巨繁雜的任務，無形中也增加了酶處理 的成本投入。
[0006] 大豆中含有多種生物酶，主要包括：多酚氧化酶、過氧化物酶、脂肪氧化酶和過氧 化氫酶。其中，脂肪氧化酶能夠催化氧化不飽和脂肪酸形成氫過氧化物，氫過氧化物再繼續(xù) 降解產生羰基化合物；多酚氧化酶以多元酚為底物，將其催化氧化成醌式結構；過氧化物 酶是以過氧化氫為電子受體催化底物氧化的酶，可以催化氧化印染廢水中的酚類物質和胺 類化合物。要對這些酶進行提取，還要進行很多的步驟，包括酸水解或者堿水解，但無論哪 一種方法，都或多或少地會降低大豆中的蛋白質生物化學價值，如果有一種工藝可以不用 提純大豆生物酶就可以直接將大豆粉應用于水處理過程，那么將具有更廣闊的市場應用價 值。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明需要解決的首要技術問題在于提供一種將酶活大豆粉應用于印染廢水生 化處理階段的工藝，并且具有實際可操作性，工業(yè)應用價值明顯。為解決上述技術問題，本 發(fā)明采用如下技術方案： 一種利用酶活大豆粉提高印染廢水生化處理能力的方法，其特征在于包括下述步驟： 1) 將常規(guī)二級處理過的印染污水進入生化處理系統(tǒng)處理；在本發(fā)明中，生化處理系統(tǒng) 一般是指生化好氧池，對印染污水進行前期的一般處理，在行業(yè)內普通技術人員都了解相 應的技術方案； 2) 步驟1)的生化處理系統(tǒng)設有兩個預留口，兩個預留口與酶藥劑池相連，其中一個 預留口作為生化處理系統(tǒng)的出口，來截留二級處理后的部分水樣流到酶藥劑池，用作對酶 活大豆粉進行預溶解，另一個預留口是作為酶藥劑池中混合了酶活大豆粉的污水樣再返流 回生化處理系統(tǒng)的進口；即酶藥劑是利用污水進行溶解，再通過泵等裝置送回到生化處理 系統(tǒng)中，從生化處理系統(tǒng)中部分回流到酶藥劑池的污水是經過截留二級處理之后的污水， 而從酶藥劑池回到生化處理系統(tǒng)的溶液是溶解了酶大豆粉的懸濁液； 3) 步驟2)中對酶活大豆粉的預溶解采用間隔超聲微波溶解的方式，總預溶時間為1 小時；這是從經濟的角度來講，總預溶時間為1個小時足夠，且經濟性更好；當然，若超出1 個小時，則在酶的活性期內，同樣具有本發(fā)明的效果； 4) 經步驟2)處理的水樣在好氧池中進行充分混均曝氣，在經過一定的停留時間后， 進入到下一處理工序。由于在接下來的處理工序為常規(guī)處理工序，所以在本行業(yè)內的普通 技術人員，都會聯(lián)想到通過相應的手段實現(xiàn)污水的進一步處理。
[0008] 作為優(yōu)選，上述利用酶活大豆粉提高印染廢水生化處理能力的方法的步驟2)中 所使用的酶活大豆粉采用如下工藝進行制備：將洗凈的大豆在40°C時進行預先加熱處理， 使其水分含量達5-10% ;然后破碎脫皮，研磨成粉，用100目篩出細粉備用；本發(fā)明中溫 度的選擇、以及水分含量的選擇都將與酶的活性產生一定的聯(lián)系，所以在本發(fā)明中的選擇 是根據(jù)本發(fā)明酶用于印染污水而確定的； 然后利用大豆粉制備出堿性蛋白改性酶：用〇. 5MNaOH將蒸餾水的pH調到8. 0-8. 5， 并加入30%過氧化氫，并使NaOH水溶液中含有質量含量為0.06%的過氧化氫，將NaOH水 溶液加熱至30-35°C;將大豆粉以1 : 10的質量比分散于上述NaOH水溶液中，用頻率 40-50K赫茲超聲波振20分鐘，然后用5000r/min進行離心15分鐘，取上清液；加入pH 為9.0的0.2mol/L的硼酸鹽緩沖液溶解沉淀，濾去不溶物后便得到大豆堿性蛋白改性酶 液，存放在溫度4 °C的冰箱里備用； 采用滾筒烘干式，將大豆堿性蛋白改性酶液：大豆粉按質量比為1 : 10的比例，將 大豆堿性蛋白改性酶液噴灑在大豆粉上，邊噴灑邊翻滾，在30-35°C下慢慢烘干，使烘干后 水份的質量含量< 5%，酶活大豆粉即制備完成。
[0009] 作為優(yōu)選，上述利用酶活大豆粉提高印染廢水生化處理能力的方法中所使用的 NaOH、過氧化氫均為分析純試劑。
[0010] 作為優(yōu)選，上述利用酶活大豆粉提高印染廢水生化處理能力的方法中硼酸鹽緩沖 液制備方法為：取硼酸溶解于水中，然后再用40%氫氧化鈉溶液調節(jié)pH至9. 0,并使溶液 濃度為〇· 2mol/L的硼酸鹽緩沖液。
[0011] 本發(fā)明使用的大豆為干燥的市售大豆。
[0012] 本發(fā)明使用的硼酸鹽緩沖液制備方法為取硼酸12. 36g，加水800ml溶解，用40% 氫氧化鈉溶液調pH至9. 0,然后加水稀釋至1000ml。
[0013] 按