白腐菌的發(fā)酵培養(yǎng)及其漆酶在氯漂廢水處理中的應(yīng)用.pdf

1、CEH三段漂白工藝是我國常用的傳統(tǒng)漂白方法,它們每年產(chǎn)生的廢水在向環(huán)境排放出大量的COD和BOD的同時,還釋放出氯酚等“三致”物質(zhì)(致癌、致畸、致突變)。白腐菌具有能降解木素和使木素變性的活酶系統(tǒng),能將漂白廢水中的有機氯化物轉(zhuǎn)變成無機氯和CO2,并破壞發(fā)色基閉組織和結(jié)構(gòu)。降低漂門廢水中的TOCl(總有機氯化物)、BOD、COD和色度。漆酶是僅以O(shè)2為電子受體的木素氧化酶,又具有很高的氧化還原電位,岡而與其他木素氧化酶相比,具有較高的實用

2、價值。
　　 本論文首先研究了接種種齡和不同培養(yǎng)方式對白腐菌產(chǎn)漆酶的影響。在振蕩培養(yǎng)的條件下,白腐菌產(chǎn)漆酶的最佳條件是接種時間為5天、接種量為10％、搖瓶轉(zhuǎn)速180 r/min、裝液量100/500 mL、初始pH6.5。最佳碳源為葡萄糖,最佳氮源為1:1(w/w)的硝酸氨和酒石酸氨。在培養(yǎng)基所加入的金屬離子中,Cu2+濃度為0.1 mmol/L時對漆酶合成的促進(jìn)作用最為明顯。表面活性劑葉溫80對毛栓菌Trametes hirs

3、uta BYBF產(chǎn)漆酶起促進(jìn)作用,并且最適濃度為5 mL/L。在所用的誘導(dǎo)劑中,0.5 mM的ABTS對漆酶的作用最為明顯,約是空白時的2倍。0.5 mM阿魏酸、0.1 mM愈創(chuàng)木酚、0.05 mM二甲基苯胺的添加也可明顯提高酶活。
　　 本論文采用2-氯苯酚(2-chlorophenol,簡稱2-CP)作為氯化木素的模型物,利用漆酶催化2-氯苯酚聚合,探討漆酶催化2-氯苯酚聚合的最佳反應(yīng)條件,然后利用凝膠滲透色譜(GPC)、紅

4、外光譜(FT-IR)和核磁共振(13C-NMR)等分析手段對反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn):漆酶與2-CP的聚合跟反應(yīng)體系中有機溶劑的種類,有機溶劑的濃度和反應(yīng)時間的長短有關(guān),同時也受溫度,pH值和漆酶濃度的影響。在一定的體系下,有機溶劑丙酮的效果要優(yōu)于二氧六環(huán),且最適的濃度為50％(體積比)。隨著處理時間的延長和酶用量的增加,2-CP的去除率越來越高。最佳的聚合條件為:處理時間為24 h,溫度為40℃,最適pH值為6.0,在起始濃度為

5、500 mg/L時,在最佳聚合條件下,2-CP的去除率可以達(dá)到88％。通過GPC分析,聚合產(chǎn)物的分子量為31926,說明經(jīng)漆酶催化后的產(chǎn)物分子量增大,證明了2-氯苯酚在漆酶的催化下發(fā)生了聚合反應(yīng)。13C核磁分析發(fā)現(xiàn):2-氯苯酚在漆酶的作用下可能先聚合成大分子然后開環(huán)形成脂肪族結(jié)構(gòu)。
　　 對毛栓菌漆酶處理漂白廢水條件的研究結(jié)果表明:在適宜的條件下,毛栓菌菌培養(yǎng)產(chǎn)生的漆酶粗酶液可有效的去除漂白廢水中的木素,并可降低漂白廢水中的CO

6、Dcr和色度。處理時間、酶液用量、反應(yīng)溫度、pH值等因素都對毛栓菌漆酶粗酶液處理漂白廢水的效果有很大的影響。在最佳處理條件下,隨著處理時間的延長,廢水中CODcr、色度和木素的去除率逐漸增加。隨著酶用量的增加,處理效果先增加后減少,可能跟本身漆酶帶入的CODcr和顏色有關(guān)；最佳處理條件為:處理時間24小時,酶液用量16U/ml,溫度為30℃,最適的pH值為6.64。在最佳處理條件下,木素、CODcr和色度的去除率分別達(dá)83.36％,83

7、.78％和87％。
　　 利用漆酶對廢水中的木素進(jìn)行催化聚合實驗,并通過凝膠滲透色譜法(GPC)、紅外光譜(FT-IR)等分析方法對反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)漂白廢水中木素的分子量經(jīng)料漆酶液處理后由原來的1.5萬增加到4.1萬,木素分子量的增大表明經(jīng)過粗漆酶液處理后,在漆酶的催化下木素發(fā)生了聚合作用。白腐菌Trameteshirsuta BYBF漆酶液在一定的條件下可以將漂白廢水中的木素及其衍生物催化聚合生成大分子量的聚合物,