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爱森絮凝剂:废水生化反应中的酶制剂
发布者:snf 发布时间:2013-9-18 11:52:31 阅读:900

 关键词:废水生化处理 酶制剂 

     近二三十年来,随着生物化学和微生物学技术的迅速发展,人们可从生物体中把酶分离提取出来,制成用于生产活动的酶制剂。如从动物胰脏提取胰蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶等。但由于动植物的来源有限,不能适应生产上大量用酶的需要,故目前大多采用微生物发酵法来制取酶。目前市场上商品酶制剂品种已近200种,广泛应用于食品、纺织、制革、石油、医药等行业。如淀粉酶用于纺织品的退浆,可节约大量的碱并提高棉布质量;蛋白酶用于制革工业的脱毛和软化,既节省了时间,又改善了劳动卫生条件;制丝业及照相器材业利用蛋白酶使生丝及底片脱胶等。对酶制剂用于废水生物处理也进行了大量研究,并得以应用。如日本研究将具有分解氢能力的产减杆菌和无色杆菌制成氨分解酶,可使氰分解成氨和碳酸,对处理电镀含氰废水和丙烯睛废水很有效;利用脂肪酸、蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶等混合酶处理生活污水;利用多酚氧化酶处理含酚废水等。目前还正在寻找研制能分解有机汞、多氯联苯、塑料和环状有机化合物的酶。

    酶作为一种催化剂,在催化一次反应后本身不发生变化,当然绝对的不变化是没有的、在催化过程中,由于温度及其他因素的影响,酶可能发生部分失活,但绝大部分的酶仍保留原有的性质。根据这一道理,酶应该可以连续使用。因此,从60年代起,人们就开始研究把酶与一种不溶的支持物(载体)相结合,这样,被作用的物质通过这种支持物时,便发生了酶催化反应,生成了产物,而酶仍结合在支持物上未发生变化,仍可继续使用。这种形式的酶称之为不溶酶或固相酶。这种酶实际上就是水溶性酶通过物理或化学的方法,使之与载体相结合而保持其催化活性的催化剂

    对固相酶虽已进行了广泛研究,报道也较多,但实际用于工业生产的却较少,其主要原因是成本高。因此寻求成本低廉的载体和简单易行的固定方法。是发展固定化酶技术的一个关键。目前,有关固定化微生物细胞的研究十分活跃,所谓固定化微生物细胞就是将酶连同其微生物细胞一起用各种方法固定在载体上,已被广泛应用的固定方法有热固定法、包埋法、交联法、吸附法和凝集法等。其中聚丙烯酰胺凝胶包埋法是制各固定化微生物细胞最基本最普通的方法,而加热处理制备固定化细胞则是最简单最廉价的方法。如Chibata等用包埋法已成功地制备了固定化大肠杆菌,其上的天门冬氨酸酶活性收率为72.5%。

由于固定化微生物细胞的研究成功,免去了复杂的酶分离提纯工艺,从而大大提高了酶的收率,降低了成本。而且还由于固定化微生物细胞在某些方面比固定化酶更为优越,所以近年来研究不断深入,品种不断增加,为利用酶制剂净化废水提供了十分有利的条件

    固相酶用于废水处理,主要是将固相酶或酶载体置于反应器内,作为滤床,让废水通过滤床,污染物质被滤料上的酶催化分解。酶滤料可为各种类型的晶体酶、粉状酶、酶布和酶砂。使用时,可根据废水水质,选用单相酶柱或多相酶柱。多相酶柱是把多种固相酶按一定顺序置于反应柱内,去完成一系列反应。如脱氨酶、脱酚酶可同时放入一个酶柱内,既能去除氰又能去除酚。如果某些专一性酶不能并存,则放在单独的酶柱内。如日本利用固相酶处理含氰100~200mg/L的废水,可将氰完全分解;又如采用固相α-淀粉酶,可处理造纸工艺中排出的“白水”,在这种废水中,含有使纤维素和其他成分呈悬浮状的胶态淀粉,经α-淀粉酶处理,能使淀粉很快水解,使纤维类和其他固体沉淀,从而使水得以净化并回用

    固相酶的研制成功及其广泛应用,是酶制剂生产和应用方面的一项重大改革,但许多问题还需在实际应用中进一步研究,并不断完善,特别是采用固相酶和固定化微生物细胞处理废水还刚刚起步,有待进一步研究和开发

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