生物酶在废水处理应用中的研究进展.doc

生物酶在废水处理应用中的研究进展 摘 要: 利用生物酶技术处理废水不会造成二次污染, 具有高效、环保、成本低等优点, 已成为当前废水处理研究的热点。本文 介绍了生物酶技术和固定化酶技术在废水处理中的应用进展, 并对固定化酶技术应用在废水处理中做了展望。 关键词: 生物酶; 废水处理; 固定化酶; 应用进展 Abstract: Bio- enzyme w as used in waste water treatment techno logy would not cause secondary pollution, and had advantages of efficient environmentally and low cost which became a hotspot in the research of waste water treatment The progress of waste water treatment with bio- enzyme techno logy and immobilized enzyme techno logy w as introduced, and immobilized enzyme technology for waste water treatment w as prospected. 水是人类及一切生物赖以生存的重要物质, 随着经济的发 展, 人口不断增长, 城市日渐增多和扩张, 用水量也不断增多。 据联合国估计, 1900年, 全球用水量只有4 000 亿m3 /a, 1980年 为30 000亿m3 / a, 1985年为39 000亿m3 /a, 到2000年, 需水量 增加到60 000亿m3 /a, 其中以亚洲用水量最多, 达32 000 亿 m3 /a。2000年, 中国需水量为6 814亿m3, 有人预计到2030年 全国用水量7 192亿m3。地球上水资源分布很不均匀, 各地降 水量差异也很大, 工业生产中产生的工业废水以及生活污水造 成水资源的污染, 加剧了水资源的供需矛盾。 废水处理方法有物理法、化学法及生物法[ 1] 。物理法是利 用物理作用处理、分离和回收废水中的污染物, 如过滤法可除去 水中的悬浮颗粒; 蒸发法用于浓缩废水中不挥发性的可溶性物 质等。化学法是利用化学反应或物理化学作用回收可溶性废物 或胶体物质, 如萃取法利用可溶性废物在两相中溶解度不同的 ?? 分配??, 回收酚类、重金属等。生物法包括微生物法和生物酶 法, 微生物法是利用微生物的生化作用处理废水中的有机物。 如生物过滤法和活性污泥法用来处理生活污水或有机生产废 水, 使有机物降解成无机盐而得到净化。生物酶法是利用酶的 催化作用来加速降解有机物的反应。常规水处理工艺采用杀菌 剥离、酸洗预膜、排污置换处理。而采用生物酶技术可在不置 换、不排污的条件下, 对设备及管网进行除油、净化、清洗和保护 处理, 运行费用约为常规处理方法的3%, 并可节省大量的清洗 和置换用水[ 2]。生物酶技术条件温和, 效率高, 成本低, 近年来 成为水处理应用研究的热点。 1?? 生物酶处理废水的作用机理 生物酶是一种能力巨大的催化剂, 酶可以作用于污染物质 中复杂的化学链, 将其降解为小分子有机物或CO2、H2O 等无机 物, 有机物的处理则通过酶反应形成游离基, 游离基发生化学聚 合反应生成高分子化合物沉淀, 经过滤即可除去。与其他微生 物处理方法相比, 酶技术的应用具有催化效率高、反应条件温 和、对设备要求低、反应速度快等优点。 2?? 生物酶技术在废水处理中的进展 传统的物理和化学方法处理废水时, 对污染物的去除不够 理想, 还会造成二次污染。国内外许多学者致力于将生物技术 和环境工程技术相结合的新技术体系来解决废水处理问题, 酶 技术的应用是环境生物技术应用中的重要部分, 相比而言, 生物 酶技术处理废水既环保又降低了重复污染。 印染废水污染重, 气味大, 对环境破坏严重, 1980年K liban?? ov等[ 3- 4]首先将辣根过氧化物酶(HRP) 用于处理酚类和苯胺类 废水。张丹等[ 5] 研究了用HRP处理酚和氯酚时的催化特性, HRP对某些酚的去除率达99%, 但因HRP成本高、原料来源有 限, 至今未能实际应用。大豆种皮过氧化物酶( SBP)是引起关注 的新酶源, 热稳定性好, 作用pH 范围宽, 酶源丰富, 贮运方便。 Pokora等[6] 在室温条件下用大豆种皮过氧化物酶处理3, 5- 二 甲氧基酚溶液, 酚去除率为93%。Sakai等[ 7] 用能分泌溶菌酶的 嗜热菌来溶解污水处理厂的剩余活性污泥, 污泥被大量溶解, 然 ?? 22?? 广州化工 2011年 39卷第 8