Спосіб очищення стічних вод від фенолу

Спосіб очищення стічних вод від фенолу, що включає обробку стічних вод іммобілізованою тирозиназою грибів, який відрізняється тим, що обробку стічних вод здійснюють тирозиназою грибів, іммобілізованою в полі-N-вінілпіролідон, модифікований золем полікремнієвої кислоти з наступним додаванням 2,2-42,9.10-3 моль/дм3 зв'язуючого агента, за який виступають алюмоамонійні або алюмокалієві, або залізоамонійні галуни. (19) (21) u201001349 (22) 09.02.2010 (24) 10.08.2010 (46) 10.08.2010, Бюл.№ 15, 2010 р. (72) РОМАНОВСЬКА ІРИНА ІГОРІВНА, ШЕСТЕРЕНКО ЮЛІЯ АРКАДІЇВНА, СЕВАСТЬЯНОВ ОЛЕГ ВСЕВОЛОДОВИЧ (73) ФІЗИКО-ХІМІЧНИЙ ІНСТИТУТ ІМ. О.В. БОГАТСЬКОГО НАЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ НАУК УКРАЇНИ 3 - введення у фенолвмісний розчин тирозинази, іммобілізованої в полі-N-вінілпіролідон, модифікований золем полікремнієвої кислоти; - можливість окиснення розчинів фенолу з -3 3 концентрацією 0,5-10 10 моль/дм ; - видалення продуктів біоконверсії фенолу за допомогою алюмоамонійних, або алюмокалієвих, або залізоамонійних галунів. Полі-N-вінілпіролідон, модифікований золем полікремнієвої кислоти - полімерний гідрогелевий матеріал, що являє собою органо-неорганічний гібрид - продукт об'єднання речовини, що містить кремній, та водорозчинного синтетичного полімеру в цілісну структуру. Отриманню даної матриці сприяють численні водневі зв'язки між киснем карбонільних груп ПВП та воднем силанольних груп полікремнієвої кислоти (див. патент РФ 2198685 СІ, И.И. Пашкин, В.Ю. Богачев, В.П. Зубов. - № 2001134048/14; Заявл. 18.12.2001; Опубл. 20.02.2003). Іммобілізація тирозинази в модифікований ПВП дозволяє отримати активний і стабільний ферментний препарат, що обумовлено взаємодією ферменту з макромолекулами носія та обмеженням конформаційної рухливості глобули білку. Заявлений спосіб забезпечує стабілізацію ферментативної активності тирозинази, високу трансформацію фенолу та значне підвищення кратності використання біокаталізатору, що дозволяє окислювати розчини фенолів з концентрацією 0,510 10-3 моль/дм3. Заявлений спосіб здійснюється наступним чином. У розчин, що містить фенол з концентрацією 0,5-10 10-3 моль/дм3 при температурі 25°С вводять тирозиназу з активністю 100-1000од/см3, попередньо змішану з полі-N-вінілпіролідоном, модифікованим золем полікремнієвої кислоти. Суміш витримують при перемішуванні (250об/хв) при температурі 25°С та рН 6,5 протягом 30хв. Через 30 хвилин інкубації плівку з включеною тирозиназою відокремлюють фільтруванням та використовують багаторазово (до 15 разів), введенням в новий фенолвмісний розчин. Продукти біоконверсії фенолу видаляють за допомогою 2,242,9 10-3 моль/дм3 алюмоамонійних, або алюмокалієвих, або залізоамонійних галунів. Ступінь трансформації фенолу становив 51,7-99,8%. Залежність окиснення фенолу, каталізованого іммобілізованою в модифікований полі-Мвінілпіролідон тирозиназою, від активності біокаталізатору наведена в таблиці 1. На Фіг.1 наведена залежність біоконверсії фенолу від кратності використання іммобілізованої тирозинази. 51999 4 Приклади виконання способу. Приклад 1. В ємність, що містить 100см3 стічної води з концентрацією 0,5 10-3 моль/дм3 фенолу при температурі 25°С, додавали іммобілізовану тирозиназу активністю 100од/см3. Суміш перемішували (250об/хв) протягом 30хв. при температурі 25°С та рН 6,5. Ступінь трансформації фенолу становить 99,4%. Через 30хв. інкубації гранули з включеною тирозиназою відокремлювали фільтруванням та використовували багаторазово (15 разів, див. Фіг.1), введенням в новий фенолвмісний розчин. Багаторазове використання тирозинази, іммобілізованої в модифікований ПВП, проводили до 50%-вої трансформації фенолу. Продукти біоконверсії фенолу видаляли за допомогою 2,2 10-3 моль/дм3 алюмоамонійних галунів. Фіг.1 демонструє, що іммобілізований препарат тирозинази каталізує окиснення водного розчину фенолу (0,5 10-3 моль/дм3) з кількісним ступенем біоконверсії протягом 8 циклів використання біокаталізатору у реакторі періодичної дії та високим ступенем трансформації впродовж наступного 7-кратного використання. Приклади 2-9 ілюструють здійснення способу аналогічно прикладу 1, але при використанні біокаталізатору з різною активністю. Отримані результати наведені в таблиці 1. Як видно з наведених даних, використання біокаталізатору з меншою активністю веде до зниження ступеня трансформації фенолу (див. приклади №№2-3, 5-6, 8-9). Приклади 10-15 ілюструють здійснення способу аналогічно прикладу 1, але при використанні різних зв'язуючих агентів та їх концентрацій. Отримані результати наведені в таблиці 2. Як видно з наведених даних, використання залізоамонійних галунів порівняно з алюмокалієвими та алюмоамонійними призводить до збільшення концентрації зв'язуючого агенту (див. приклади №№12, 15). Використання менших концентрацій зв'язуючого агенту веде до зниження ступеня видалення фенолу (див. приклади №№13-15). Розроблений спосіб очищення стічних вод від фенолу з використанням іммобілізованої тирозинази дозволяє здійснювати елімінацію фенолу з розчинів при його концентрації 0,5-10 10-3 моль/дм3 з високим ступенем видалення полютанту та можливістю багаторазового використання біокаталізатору. 5 51999 6 Таблиця 1 Залежність окиснення фенолу, каталізованого іммобілізованою в модифікований полі-N-вінілпіролідон тирозиназою, від активності біокаталізатори №№ прикладу Концентрація фенолу 10-3, моль/дм3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0,5 2 5 Активність біокаталізатору, од/см3 100 50 25 400 200 100 1000 500 250 Ступінь трансформації фенолу, % 99,8 52,3 26,1 99,5 51,7 26,8 99,2 50,9 25,2 Таблиця 2 Вплив концентрації зв'язуючого агенту на ступінь видалення фенолу Концентрація фе- Концентрація зв'язуючого агенту г/дм3 ( 10-3, моль/дм3) Ступінь видален№№ прикладу нолу 10-3, Алюмоамонійні Алюмокалієві Залізо-амонійні ня фенолу, % 3 моль/дм галуни галуни галуни 10 4,0 8,0 (17,7) 97,3 11 0,5 1,3(2,7) 97,1 12 10,0 20,7 (42,9) 97,2 13 0,5 0,3 (0,7) 28,8 14 4,0 2,0 (4,2) 22,5 15 10,0 4,2 (8,7) 17,5 Комп’ютерна верстка Л.Купенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601