一种载酶磁性颗粒强化絮凝去除水中微量有毒污染物的方法

本发明涉及一种载酶磁性颗粒强化絮凝去除水中微量有毒污染物的方法。首先，投加载酶磁性颗粒，控制酶催化交叉偶联聚合反应使微量有毒污染物共价结合进入有机质大分子结构，反应后有机物结构疏水性、分子量增加；其次，将载酶磁性颗粒进行磁性回收；最后，加入絮凝剂，酶催化聚合形成的污染物更容易通过压缩双电层、吸附电中和及沉淀网捕等凝聚/絮凝作用而沉淀去除，最终达到载酶磁性颗粒强化絮凝去除水中微量有毒污染物的目的。本发明具有对低浓度有毒污染物选择性好、处理效果佳，酶能够回收利用，成本低等优点，用途广泛，适用于各种含低浓度有毒污染物的天然水体、饮用水、废水的处理。

1.一种载酶磁性颗粒强化絮凝去除水中微量有毒污染物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)向原水中加入载酶磁性颗粒，持续曝气，进行酶催化反应；通过酶催化交叉偶联聚合反应控制酶催化过程；维持溶解氧浓度为5～40mg/L，所述酶催化反应的温度为20～40℃，所述酶催化反应的时间为5～120min；(2)酶催化反应后将载酶磁性颗粒进行磁性回收；(3)向酶催化反应后的水中投加絮凝剂，絮凝剂与酶催化聚合有机产物反应产生絮体而沉淀去除，上清液出水。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法采用序批式反应器或在原有混凝沉淀池或混凝搅拌反应器的基础上简单改造实现。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤(1)前将原水pH调至4～7。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤(1)前将原水pH调至5。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)维持溶解氧浓度为10～30mg/L。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶催化反应的温度为25～40℃。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述酶催化反应的温度为30℃。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶催化反应的时间为30～90min。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述酶催化反应的时间为40～60min。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酶催化反应过程中进行搅拌；搅拌速度为20～40r/min。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述载酶磁性颗粒是通过共价偶联法、交联法、吸附法或包埋法将酶固定至磁性颗粒载体上。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述酶负载量为5～100U/mg。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述酶负载量为20～50U/mg。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载酶磁性颗粒的投加量为0.1～2000mg/L。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述载酶磁性颗粒的投加量为10～100mg/L。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述载酶磁性颗粒的投加量为50mg/L。
17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述酶为酚氧化酶。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述酚氧化酶为漆酶和/或儿茶酚酶。
19.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)向原水中另外投加还原型介体。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述还原型介体为4-羟基苯甲酸、对羟基肉桂酸、丁香醛、香草醛、乙酰丁香酮或丁香酸中的一种或至少两种的组合。
21.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述还原型介体的投加量为
0.01～10mmol/L。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述还原型介体的投加量为2mmol/L。
23.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述磁性颗粒载体选自γ-Fe₂O₃颗粒、Fe₃O₄颗粒、磁性核壳纳米材料、磁性树脂、磁性纳米凝胶颗粒、磁性微球、磁性介孔碳或磁性纳米粘土中的一种或至少两种的组合。
24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述絮凝剂选自无机絮凝剂、有机絮凝剂或无机-有机复合絮凝剂中的一种或至少两种的组合。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述无机絮凝剂为铝盐、聚合铝、铁盐、聚合铁、聚合铝铁、聚合铝硅、聚合铁硅、聚合铝铁硅、钛盐或聚合钛盐中的一种或至少两种的组合。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述无机絮凝剂的投加量为2～1000mg/L。
27.如权利要求26所述的方法，其特征在于，所述无机絮凝剂的投加量为10～500mg/L。
28.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述有机絮凝剂为聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚季铵盐及其衍生物。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述有机絮凝剂的投加量为
0.5～100mg/L。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述有机絮凝剂的投加量为2～50mg/L。
31.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)投加絮凝剂后，先后进行快速搅拌和慢速搅拌。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述快速搅拌的搅拌速率为100～300r/min。
33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述快速搅拌的搅拌速率为200r/min。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，快速搅拌时间为2～8min。
35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，快速搅拌时间为5min。
36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述慢速搅拌的搅拌速率为20～80r/min。
37.如权利要求36所述的方法，其特征在于，所述慢速搅拌的搅拌速率为40r/min。
38.如权利要求31所述的方法，其特征在于，慢速搅拌时间为10～30min。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，慢速搅拌时间为20min。