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凹凸棒石粘土固定化辣根过氧化物酶处理废水研究

作　者: 高睿君
导　师: 彭书传
学　校: 合肥工业大学
专　业: 环境工程
关键词: 辣根过氧化物酶凹凸棒石粘土固定化苯胺硝基酚酶动力学
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以凹凸棒石粘土(简称“凹土”)为原料,水玻璃为绞结剂,淀粉为造孔剂,研究制备了用于辣根过氧化物酶固载的复合凹土,并对影响载体散失率的各种因素进行正交实验,确定了最佳载体制备条件;通过单因素平行实验,确定了固定化HRP的最佳条件、降解苯胺与硝基酚的最佳条件以及固定化HRP的重复使用性能;通过Lineweaver-Burk线性拟合初始硝基酚浓度与反应速度的关系,确定了固定化HRP降解硝基酚的动力学方程、最大反应速度Vmax以及米氏常数Km。实验结果表明:凹土与水玻璃和淀粉的质量比为100:12:20,造粒于550℃马弗炉中煅烧时间2 h,此时固定HRP的载体具备高机械强度;固载的工艺条件为常温,固定时间1.5 h,单位活度载体量1.5 mg/U,pH值5.0;固定化酶降解苯胺废水反应时,反应时间为1.5小时,不需要缓冲体系控制pH值,每毫升100mg/L的苯胺废水需要4.8U的固定酶,H2O2与苯胺的摩尔比为1.2:1;在此条件下固定化HRP可以重复使用4次,并均能维持90%以上的苯胺去除率。固定化HRP处理硝基酚废水的最佳条件为反应时间1.5 h,每毫升100 mg/L的硝基酚废水需6.0 U的给酶活(按固定率为95%计算,固定酶活为5.7 U),H2O2与硝基酚的最佳化学计量比为1.2:1;固定化HRP具有较好的重复使用性能,经重复使用7次后,硝基酚的去除率仍大于60%;固定化HRP降解硝基酚的动力学方程为:1/v = 1.403/[S] - 0.081,最大反应速度Vmax = 12.35 mg/L·min,米氏常数Km = 17.32 mg/L。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
致谢  7-12
第一章绪论  12-24
  1.1 凹凸棒石粘土  12-14
    1.1.1 简介  12
    1.1.2 凹凸棒石粘土的组成及结构  12-13
    1.1.3 凹凸棒石粘土的特性  13-14
  1.2 辣根过氧化物酶  14-15
  1.3 酶的固定化  15-22
    1.3.1 固定化原则  15-16
    1.3.2 固定化酶的方法  16-20
    1.3.3 HRP的固定化载体  20-21
    1.3.4 固定化酶在环境保护中的应用  21-22
  1.4 本文的研究意义及内容  22-24
第二章固定载体颗粒制备及HRP 固定化条件实验  24-33
  2.1 凹土棒石粘土载体颗粒的制备  24-27
    2.1.1 概述  24
    2.1.2 实验材料和仪器  24-25
    2.1.3 实验方法和步骤  25-26
    2.1.4 实验结果分析  26-27
    2.1.5 小结  27
  2.2 载体固定HRP 的固定化条件的确定实验  27-33
    2.2.1 概述  27
    2.2.2 实验材料和仪器  27-28
    2.2.3 实验方法和步骤  28-29
    2.2.4 实验结果与讨论  29-32
    2.2.5 小结  32-33
第三章固定化HRP 处理苯胺废水的实验  33-43
  3.1 苯胺废水  33-34
    3.1.1 概述  33
    3.1.2 苯胺废水的处理方法及研究现状  33-34
    3.1.3 酶促处理方法  34
  3.2 固定化酶处理苯胺废水实验  34-42
    3.2.1 反应机理  34-35
    3.2.2 实验材料和仪器  35-36
    3.2.3 实验方法和步骤  36-37
    3.2.4 实验结果与讨论  37-42
  3.3 结论  42-43
第四章固定化HRP 处理硝基酚废水的实验  43-62
  4.1 硝基酚废水  43-48
    4.1.1 概述  43
    4.1.2 含硝基酚废水的处理方法及研究现状  43-48
  4.2 HRP 对硝基酚废水的降解机理  48-49
  4.3 实验材料与仪器  49-50
    4.3.1 实验材料  49-50
    4.3.2 实验仪器  50
  4.4 实验方法和步骤  50-52
    4.4.1 硝基酚含量及其转化率的测定  50
    4.4.2 固定化HRP 处理硝基酚实验  50
    4.4.3 固定化HRP 的循环性  50-51
    4.4.4 实验步骤  51
    4.4.5 固定化 HRP 处理硝基酚废水的平行实验  51
    4.4.6 固定化HRP 的重复使用实验  51-52
  4.5 实验结果与讨论  52-57
    4.5.1 硝基酚的标准曲线  52
    4.5.2 反应时间对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响  52-53
    4.5.3 给酶活对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响  53-54
    4.5.4 H_2O_2浓度对固定化 HRP 处理硝基酚废水的影响  54-55
    4.5.5 硝基酚初始浓度对固定化HRP 处理硝基酚废水的影响  55-56
    4.5.6 固定化HRP 的重复使用  56-57
  4.6 小结  57
  4.7 固定化HRP 处理硝基酚的动力学实验  57-62
    4.7.1 概述  57-59
    4.7.2 实验材料及仪器  59
    4.7.3 实验方法  59
    4.7.4 实验结果及分析  59-61
    4.7.5 结论  61-62
第五章结论与展望  62-64
  5.1 结论  62
  5.2 展望  62-64
参考文献  64-71

凹凸棒石粘土固定化辣根过氧化物酶处理废水研究

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