凹凸棒石粘土固定化辣根过氧化物酶处理废水研究

论文摘要

本文以凹凸棒石粘土（简称“凹土”）为原料,水玻璃为绞结剂,淀粉为造孔剂,研究制备了用于辣根过氧化物酶固载的复合凹土,并对影响载体散失率的各种因素进行正交实验,确定了最佳载体制备条件;通过单因素平行实验,确定了固定化HRP的最佳条件、降解苯胺与硝基酚的最佳条件以及固定化HRP的重复使用性能;通过Lineweaver-Burk线性拟合初始硝基酚浓度与反应速度的关系,确定了固定化HRP降解硝基酚的动力学方程、最大反应速度Vmax以及米氏常数Km。实验结果表明:凹土与水玻璃和淀粉的质量比为100:12:20,造粒于550℃马弗炉中煅烧时间2 h,此时固定HRP的载体具备高机械强度;固载的工艺条件为常温,固定时间1.5 h,单位活度载体量1.5 mg/U,pH值5.0;固定化酶降解苯胺废水反应时,反应时间为1.5小时,不需要缓冲体系控制pH值,每毫升100mg/L的苯胺废水需要4.8U的固定酶,H2O2与苯胺的摩尔比为1.2:1;在此条件下固定化HRP可以重复使用4次,并均能维持90%以上的苯胺去除率。固定化HRP处理硝基酚废水的最佳条件为反应时间1.5 h,每毫升100 mg/L的硝基酚废水需6.0 U的给酶活（按固定率为95%计算,固定酶活为5.7 U）,H2O2与硝基酚的最佳化学计量比为1.2:1;固定化HRP具有较好的重复使用性能,经重复使用7次后,硝基酚的去除率仍大于60%;固定化HRP降解硝基酚的动力学方程为:1/v = 1.403/[S] - 0.081,最大反应速度Vmax = 12.35 mg/L·min,米氏常数Km = 17.32 mg/L。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 凹凸棒石粘土
• 1.1.1 简介
• 1.1.2 凹凸棒石粘土的组成及结构
• 1.1.3 凹凸棒石粘土的特性
• 1.2 辣根过氧化物酶
• 1.3 酶的固定化
• 1.3.1 固定化原则
• 1.3.2 固定化酶的方法
• 1.3.3 HRP的固定化载体
• 1.3.4 固定化酶在环境保护中的应用
• 1.4 本文的研究意义及内容
• 第二章 固定载体颗粒制备及HRP 固定化条件实验
• 2.1 凹土棒石粘土载体颗粒的制备
• 2.1.1 概述
• 2.1.2 实验材料和仪器
• 2.1.3 实验方法和步骤
• 2.1.4 实验结果分析
• 2.1.5 小结
• 2.2 载体固定HRP 的固定化条件的确定实验
• 2.2.1 概述
• 2.2.2 实验材料和仪器
• 2.2.3 实验方法和步骤
• 2.2.4 实验结果与讨论
• 2.2.5 小结
• 第三章 固定化HRP 处理苯胺废水的实验
• 3.1 苯胺废水
• 3.1.1 概述
• 3.1.2 苯胺废水的处理方法及研究现状
• 3.1.3 酶促处理方法
• 3.2 固定化酶处理苯胺废水实验
• 3.2.1 反应机理
• 3.2.2 实验材料和仪器
• 3.2.3 实验方法和步骤
• 3.2.4 实验结果与讨论
• 3.3 结论
• 第四章 固定化HRP 处理硝基酚废水的实验
• 4.1 硝基酚废水
• 4.1.1 概述
• 4.1.2 含硝基酚废水的处理方法及研究现状
• 4.2 HRP 对硝基酚废水的降解机理
• 4.3 实验材料与仪器
• 4.3.1 实验材料
• 4.3.2 实验仪器
• 4.4 实验方法和步骤
• 4.4.1 硝基酚含量及其转化率的测定
• 4.4.2 固定化HRP 处理硝基酚实验
• 4.4.3 固定化HRP 的循环性
• 4.4.4 实验步骤
• 4.4.5 固定化 HRP 处理硝基酚废水的平行实验
• 4.4.6 固定化HRP 的重复使用实验
• 4.5 实验结果与讨论
• 4.5.1 硝基酚的标准曲线
• 4.5.2 反应时间对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响
• 4.5.3 给酶活对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响
• 2O₂浓度对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响'>4.5.4 H₂O₂浓度对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响
• 4.5.5 硝基酚初始浓度对固定化HRP 处理硝基酚废水的影响
• 4.5.6 固定化HRP 的重复使用
• 4.6 小结
• 4.7 固定化HRP 处理硝基酚的动力学实验
• 4.7.1 概述
• 4.7.2 实验材料及仪器
• 4.7.3 实验方法
• 4.7.4 实验结果及分析
• 4.7.5 结论
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献