[其他]处理尿素废水用固定化脲酶的制备方法

说明书

本发明是关于处理尿素废水用的固定化脲酶制法，本法采用了浸泡、湿磨洋刀豆或倭刀豆及在低浓度磷酸盐弱酸性缓冲液中分批提取脲酶，同时还提供了与之匹配的树脂载体的合成方法和脲酶固定化的方法。本发明的提取方法可使酶的提取率达９５％以上，在固定化过程中酶活性不下降。合成的树脂载体能够再生，反复使用，制得的固定化脲酶稳定性高，主要用于氨解吸前和吸后的尿素废水的处理。

本发明是关于固定化脲酶的制备方法，特别是涉及脲酶的提取，载体的合成及其固定化处理的方法。

本法制备的固定化脲酶，能满足工业应用对固定化脲酶高稳定性和低成本的要求，同时，这种固定化脲酶不但能适用于氨解吸后的尿素废水处理，而且还能适用于氨解吸前（含氨3%左右）的尿素废水处理，也能适用于化肥厂尿素粉尘的处理。

现有技术中，制备固定化脲酶大多是用载体树脂吸附脲酶后，再用交联剂进行固定化处理。目前，国内外多采用商品已有的脲酶和载体，故酶与载体往往不匹配。如A.Sugii报道〔J.Appl.polym.Sci32，4931（1986）〕选用Worthington Diagnostic System Corp出品EC3515的脲酶纯度为71Iu/mg，并用弱碱树脂吸附，固定。所得固定化脲酶最高活性仅24Iu/g且稳定性很低，同时不能适用于尿素废水的处理。荷兰P.Bruls等人〔Fert.Nitrogen Proc.Br.Sulphur Corp，Int.Conf.Fert.Technol，4th（1981），343-63〕方法制得的固定化脲酶虽可应用于经氨解吸后尿素废水处理，但该法成本亦很高，与用中压法回收尿素的成本相同。〔C.A.Vol.97，60318，222256〕目前，国内外所用被固定的脲酶是来源于微生物发酵或以刀豆为原料干磨，用水或丙酮溶液提取，这些方法对脲酶的回收率都不高，同时脲酶需经盐析、渗析和溶剂萃取等方法分离提纯后才能进行固定化处理。〔美国专利3249513〕。目前用于吸附脲酶的载体是采用砂、多孔玻璃、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺以及经功能基化的聚苯乙烯等为原料经加工而得。〔高等学校学报1982年3（4）540-6〕〔武汉师院学报1983年第1期118页〕在固定过程中，酶活性下降20%以上，同时制得的固定化脲酶的稳定性亦差。美国专利4371612号报道载体的孔结构形成原理和实施方法是较复杂的，其成珠过程，致孔过程，聚合反应不能一步完成，虽然一步致孔在其它专利也有报道，但调节到能适合脲酶固定的，未见有报道。〔美国专利4390626，3767531〕现有技术中，脲酶固定化方法可分为三大类，即包埋法，共价键结合法和吸附法。前两种方法制得的固定化脲酶实际上无法再生，后一种方法制得的固定化脲酶可以再生，但在使用过程中酶易泄漏，虽然采用了戊二醛等作交联剂，使酶与载体的活性基发生交联而牢固地结合，这样泄漏问题解决了，但又使再生发生困难，造成酶载体利用率不高的结果。

本发明目的在于提供一种提取脲酶的方法，采用稀磷酸盐缓冲液从湿磨的刀豆浆中分批提取，脲酶的回收率可高达95%以上，解决了现有技术中脲酶回收率低的缺陷。提供一种制备载体的方法，用苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈三种单体以适当比例共聚，同时以液体石蜡、甲苯、正丁醇和二氯乙烷等混合液作致孔剂调节孔结构，使之在具有比较大表面的基础上有合适的孔径，由此法制得的载体孔径大小能适合由前述方法提取的脲酶固定，这样解决了酶与载体不相匹配的问题。提供一种脲酶被吸附固定和脱附的方法，采用类似吸附法，在调节树脂平均孔径和极性的基础上使脲酶选择性地吸附于树脂上，然后在控制适当的固定化条件下，用甲醛作固定剂使脲酶的固定程度达到在使用过程中不至泄漏，避免了酶活性下降的问题且提高了酶的稳定性，而当酶老化时，本法使用碱性醇液洗脱，使载体反复使用，使用时间长达10年之久，解决了固定化脲酶的稳定性与再生的矛盾问题，本法制备的固定化脲酶不但能适用于氨解吸后的尿素废水处理而且还能适用于氨解吸前尿素废水处理。

本法分三步完成。

A.脲酶的制备：