[发明专利]从水溶液去除硒氰酸酯/盐或亚硒酸酯/盐

说明书

技术领域

本发明涉及从水溶液，如流出物或废水去除硒种类(species)，如硒氰酸(酯/盐)和硒氧阴离子(selenium oxyanion)。

背景技术

硒是一种类金属元素，已有其对环境和健康的影响的充分报道。硒在环境中自然循环，然而，其平衡可受人类活动包括采矿、矿物加工、农业、石油精炼和基于煤的发电显著地破坏和影响。其结果，在表面和地下水中的硒水平正迅速得到全球关注，因为在某些硒种类和环境破坏之间有确立的联系，包括在水禽和鱼中的生物蓄积和繁殖异常。为此目的，倾向于生成显著水平的最具毒性的硒种类，即硒氰酸(酯/盐)、亚硒酸(酯/盐)和/或硒酸(酯/盐)的工业，必需采取措施确保其流出物符合可接受的排放标准。在目前可利用的技术中，将硒与金属(例如铁、铜、铝等)共沉淀，以及将其吸附于固体支持物(例如活性炭、水处理残余物等)上看来是最常见的。然而，这些技术的潜在缺点包括偏向适用于部分硒种类，产生大体积的淤泥(其常常必须遵循毒物处理步骤进行处理)和/或通常无法满足全球的环境机构颁布的极低的允许限度。

从工业流出物去除硒的其它技术包括生物和化学策略。在封闭的、定制的环境中使用精选的微生物以将硒种类还原至非毒性和/或适于通过常规技术后续分离的氧化态，正逐渐流行起来。然而，这些基于微生物的解决方案可需要补充营养源，且其性能对于引入的给料流内的化合物(例如酚)、有毒金属(例如As和Hg)和分子氧具敏感性。有趣的是，对于该问题的一种潜在的解决方案，即与这些系统相关的微生物的无细胞提取物中含有的酶的使用，已显示在毒性金属的存在下还原硒。

在自然界中，硒以-2、0、+4和+6氧化态存在。视为有毒的无机形态包括亚硒酸根[SeO₃^-2或Se(IV)]，硒酸根[SeO₄^-2或Se(VI)]和硒氰酸根[SeCN-]。硒氰酸(酯/盐)一般在加工含有硒的化石原料(例如含硒的原油、页岩和煤)的过程中形成。所有这些种类在水性环境中极端稳定，并且总体而言，在工业流出物中必须在排放之前还原至痕量水平。尽管亚硒酸(酯/盐)适于通过常规的共沉淀方法去除，但是剩余的两个形态对于最流行的沉淀技术而言相对顽固。因此，提供或扩展常规处理以应对这些种类至少之一，即硒氰酸(酯/盐)的手段，对于烃加工工业、基于酶的能源工业、农业和采矿工业而言是具有极大意义的。

本发明可提供手段以应对工业流出物内的可溶性硒种类，且不需要重大的投资，可整合入现有的操作，使得能够使用正在开发的硒去除技术(例如ABMet)，不生成成问题的副产物，可应对某些顽固种类(即硒氰酸(酯/盐))，和/或在硒去除的同时进行其它化合物(例如酚、苯胺、甲酚、二甲酚等)的去除。

尽管下述并不全面，但是本发明的具体优点包括：1.该用于减少硒的生物化学途径在有毒化合物(例如酚、甲酚、苯胺等)或金属(例如Hg、As、Cr)的存在下并不受抑制；2.该硒减少技术采用大部分来源于烃加工和基于煤的能源工业的流出物内固有存在的底物；3.该新颖技术具有潜在的协同/增效作用，和/或使得能够进行一种或多种用于在工业流出物中进行杂原子(例如Se、As、Hg、Cr等)减少的商业性和正在开发的技术(例如金属共沉淀、离子交换、膜过滤、生物处理(包括构筑的湿地(constructed wet-lands)))。

发明内容

本发明人令人惊讶地发现可通过下述方法将硒氰酸(酯/盐)和/或亚硒酸(酯/盐)从含有此种硒氰酸(酯/盐)和/或亚硒酸(酯/盐)的水性溶液(例如流出物或废水)去除：即将水溶液与酚氧化酶和氧化剂相接触。在一个实施方案中，亦将该含有硒氰酸(酯/盐)和/或亚硒酸(酯/盐)的水溶液与一种或多种充当电子供体和/或酚氧化酶受体的可氧化底物，如一种或多种酚或多酚相接触。

发明详述

酚氧化酶

在本发明的上下文中，所述酚氧化酶可为过氧化物酶或漆酶。酚氧化酶在氧化剂的存在下使用。

当所述酚氧化酶是漆酶时，所述氧化剂是氧(或氧源)。漆酶和氧(或氧源)可称作漆酶系统。

当所述酚氧化酶是过氧化物酶时，所述氧化剂是过氧化氢(或过氧化氢源)。过氧化氢酶和过氧化氢(或过氧化氢源)可称作过氧化物酶系统。