[发明专利]氯过氧化物酶催化H2O2氧化水溶性偶氮染料的脱色降解方法

说明书

技术领域

本发明属于水、废水或污水的处理技术领域，具体涉及一种利用酶催化H₂O₂氧化法实现偶氮类染料废水的快速脱色降解。

背景技术

我国是纺织印染的第一大国，而纺织印染行业又是工业废水排放的大户，约占整个工业废水排放量的35％。据资料显示，我国印染废水的排放量大约为每天400万m3，染料废水已成为环境重点污染源之一。

橘黄II、溴酚蓝、次甲基蓝及水溶性苯胺蓝是水溶性偶氮染料，广泛应用于印染工业，是印染废水的主要成分之一。这类染料的结构中含有不易生物降解的苯环结构以及由偶氮键形成的大共轭体系，使得废水色度很高，是较难处理的印染废水成分。目前普遍使用的混凝法基本无法处理这类水溶性染料，而各种化学氧化法都存在色度去除率不高、处理效果波动大、工艺复杂并产生二次污染等问题。当前迫切需要能够快速破坏水溶性偶氮染料发色基团的有效方法。

氯过氧化物酶(CPO)是从海洋真菌Caldariomyces fumago中分离出来的一种血红素过氧化物酶(42kDa)。CPO具有极为广泛的氧化活性，兼具血红素过氧化物酶(单电子及两电子过氧化、有机卤化)、过氧化氢酶(过氧化氢歧化、一元醇氧化)以及细胞色素P-450(脱烷基化、烯键环氧化、磺化氧化等)等多种酶的催化特征，目前被认为是过氧化物酶家族中应用最广泛的酶。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述水溶性偶氮染料处理方法的缺点，提供一种处理工艺简单、成本低、处理效率高、效果好的氯过氧化物酶催化H₂O₂氧化水溶性偶氮染料的脱色降解方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是它包括下述步骤：

1、配制溶液

配制物质的量浓度为0.1mol/L的KH₂PO₄-K₂HPO₄缓冲溶液，用3mol/L盐酸调节其pH为5.5，以此缓冲液配制物质的量浓度为0.1mmol/L的氯过氧化物酶溶液，用质量分数为30％的H₂O₂溶液和蒸馏水按常规方法配制物质的量浓度为0.2mol/L的H₂O₂水溶液。

2、脱色降解

向偶氮染料溶液中加入物质的量浓度为0.1mmol/L的氯过氧化物酶溶液，混合均匀，偶氮染料溶液与物质的量浓度为0.1mmol/L的氯过氧化物酶溶液的体积比为1∶0.01～0.06，用物质的量浓度为3mol/L的H₂SO₄溶液或物质的量浓度为3mol/L的NaOH溶液调节pH至2～5，加入物质的量浓度为0.2mol/L的H₂O₂水溶液，偶氮染料溶液与物质的量浓度为0.2mol/L的H₂O₂水溶液的体积比为1∶0.04～0.08，室温搅拌1～5分钟。

上述的偶氮染料溶液为物质的量浓度为10mmol/L的橘黄II溶液或物质的量浓度为10mmol/L的溴酚蓝溶液或物质的量浓度为10mmol/L的次甲基蓝溶液或物质的量浓度为10mmol/L的水溶性苯胺蓝溶液。

3、计算偶氮染料脱色降解率

偶氮染料脱色降解率按(1)式计算：

η＝[(A₀-A_t)/A₀]×100％    (1)

式中η是偶氮染料脱色降解率，A₀是该偶氮染料特征波长处的初始吸光度，A_t是时间t时的吸光度。

在本发明脱色降解步骤2中，向偶氮染料溶液中加入物质的量浓度为0.1mmol/L的氯过氧化物酶溶液，混合均匀，偶氮染料溶液与物质的量浓度为0.1mmol/L的氯过氧化物酶溶液的优选体积比为1∶0.03～0.06，用物质的量浓度为3mol/L的H₂SO₄溶液或物质的量浓度为3mol/L的NaOH溶液调节pH优选至2～4，加入物质的量浓度为0.2mol/L的H₂O₂水溶液，偶氮染料溶液与物质的量浓度为0.2mol/L的H₂O₂水溶液的优选体积比为1∶0.05～0.08。