[發明專利]一種制漿造紙廢水深度處理專用復合仿酶及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201210393644.2
• 申請日: 2012-10-16
• 公開（公告）號: CN102875406A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 劉勃;洪衛;邊興玉;季華東;蘇穎;莊會棟;鄒曉鳳
• 申請（專利權）人: 山東省環境保護科學研究設計院
• 主分類號: C07C229/76
• 分類號: C07C229/76;C07C227/18;B01J31/28;C02F1/00;C02F1/72;C02F103/28
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種廢水深度處理專用復合仿酶及其制備方法與應用，尤其是一種有效針對經過二級生化處理后的制漿造紙廢水深度處理專用復合仿酶。

背景技術

經過二級生化處理的制漿造紙廢水，其殘余主要污染物為木質素及其生化衍生物，將制漿造紙廢水中的溶解性木質素類物質有效去除是實現制漿造紙廢水深度處理的關鍵。目前，制漿造紙廢水深度處理技術主要有絮凝氣浮或沉淀技術、高級氧化技術、吸附過濾技術、膜過濾技術、生態處理技術等。目前應用較多的制漿造紙廢水深度處理工藝為Fenton氧化工藝。Fenton氧化工藝是通過亞鐵離子在較低的pH條件下分解過氧化氫為OH·，具有較強氧化能力的OH·將廢水中的有機污染物徹底氧化為CO₂，從而實現廢水的凈化，反應的本質是將污染物從液相轉移到氣相。Fenton氧化工藝的特點為反應過程控制的pH較低、反應過程的ORP較高（505~520mV）、過氧化氫耗量大、回調堿度需要的堿量高等，同時，由于反應體系具有較高的氧化電位，出水帶有明顯的淺黃色。該方法同樣需要添加大量化學試劑，處理成本高昂。CN102398933A（CN201010280206.6）公開了一種制革廢水處理劑，由氫氧化鈣、聚丙烯酰胺、硫酸亞鐵、明礬組成。

仿酶是從天然酶中挑選出起主導作用的一些因素，如：活性中心結構、疏水微環境、與底物的多種非共價鍵相互作用及其協同效應等，用以設計合成既能表現酶的優異性能，又比酶簡單、穩定的非蛋白質分子或分子集合體，模擬天然酶對底物的識別、結合和催化作用。仿酶的研究是現代仿生學和綠色化學的研究熱點之一。

在制漿造紙領域研究較多的仿酶中，大多數是在分子結構上模擬LiP、MnP或Lac等天然過氧化氫酶的過渡金屬元素的有機配合物，這些仿酶的配位體主要有卟啉、酞菁、希夫堿、胺等，中心離子一般包括鐵、銅、鋁、鈷等過渡元素。因為卟啉、酞菁等配位體的高價格，銅、鈷、錳等中心離子為重金屬離子，價格高昂且存在二次污染等因素，鐵系復合仿酶在制漿造紙廢水深度處理方面較有優勢。

目前，在制漿造紙領域研究較多的鐵系仿酶主要有：鐵卟啉、硫酸亞鐵、三氯化鐵、Fe-EDTA、Fe-salen及血紅素等。以上鐵系仿酶體系，有的存在催化效率低、專一性差（硫酸亞鐵、三氯化鐵）；有的存在配體價格較貴、合成困難（Fe-EDTA、Fe-salen、鐵卟啉、血紅素）等問題。因此，以上單體仿酶在制漿造紙廢水深度處理中大規模應用仍有一定局限性。

發明內容

針對現有技術的不足之處，本發明提供一種成本低廉、催化效率高的制漿造紙廢水深度處理專用復合仿酶及其制備方法，本發明制備工藝簡單。本發明還提供該復合仿酶的應用。

本發明技術方案如下：

一種制漿造紙廢水深度處理專用復合仿酶，該專用復合仿酶是按以下方法制得的：

將七水合硫酸亞鐵溶解于蒸餾水中，配成七水合硫酸亞鐵質量濃度為10~25%的溶液，然后控制溶液溫度在20~35℃，在攪拌條件下向溶液中投加乙二胺四乙酸四鈉，所述乙二胺四乙酸四鈉與七水合硫酸亞鐵的摩爾比為1：10~25，優選乙二胺四乙酸四鈉與硫酸亞鐵按摩爾比1：15~20；投加完畢后攪拌反應25~40min，即得專用復合仿酶。

根據本發明優選的，所述乙二胺四乙酸四鈉與硫酸亞鐵按摩爾比為1：15~20。

根據本發明優選的，所述七水合硫酸亞鐵溶液的質量濃度為15~20%。

根據本發明優選的，所述控制溶液溫度在23~25℃。

本發明的專用復合仿酶用于對制漿造紙廢水深度處理。

采用本發明的專用復合仿酶對制漿造紙廢水深度處理時，向廢水中投加1~1.4mmol/L的所述復合仿酶，摩爾數以Fe²⁺離子計。可顯著降低處理后水的COD_Cr值及色度。