一種固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固定化雙酶作為緩蝕劑的制備方法，特別涉及一種固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]循環(huán)冷卻水是指經(jīng)換熱而返回冷卻構(gòu)筑物降溫，并經(jīng)必要的處理后，再循環(huán)使用的冷卻水。石化行業(yè)是用水大戶(hù)，在其生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中耗費(fèi)了大量的水資源，而循環(huán)冷卻水在石油化工行業(yè)中的用水量很大，約占到總生產(chǎn)用水的80%-90%。由于原水中有不同的鹽度，循環(huán)冷卻水濃縮到一定倍數(shù)必須排出一定的濃水，并補(bǔ)充新水。由此得知，減少石化企業(yè)水資源消耗和廢水污染的關(guān)鍵是減少新鮮水的補(bǔ)充和盡量能使?jié)馑疅o(wú)害化排放。
[0003]我國(guó)石油煉化企業(yè)的循環(huán)水裝置，很多由于裝置腐蝕導(dǎo)致密封性能降低、輸油線路老化等，從而引起油品泄漏，泄漏的油品在裝置中與循環(huán)水混合，不僅影響了循環(huán)水的換熱性能，而且加劇了設(shè)備的腐蝕。同時(shí)，油品泄漏也會(huì)對(duì)循環(huán)水中的微生物種群產(chǎn)生影響，從而影響殺菌劑的作用效果。企業(yè)為減少水中的油含量，往往通過(guò)加大循環(huán)水的排污量，補(bǔ)充新水進(jìn)行置換。這種解決問(wèn)題的方法只能加劇環(huán)境水污染和水資源短缺。因此，研宄可應(yīng)用于油品泄漏的循環(huán)水中的高效緩蝕劑，可以節(jié)約新鮮水用量、緩解水資源缺乏以及遏制水環(huán)境污染。
[0004]目前，循環(huán)水緩蝕劑以傳統(tǒng)化學(xué)緩蝕劑居多，但傳統(tǒng)化學(xué)緩蝕劑不可重復(fù)利用且在使用過(guò)程中易產(chǎn)生二次污染，油品泄漏時(shí)油品會(huì)對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)緩蝕劑的性能產(chǎn)生影響，后來(lái)出現(xiàn)了將生物散酶用作循環(huán)水緩蝕劑，如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)號(hào)為CN103060813B，專(zhuān)利名稱(chēng)為《一種用于循環(huán)水系統(tǒng)的生物酶緩蝕劑及其使用方法》，雖然在使用過(guò)程中不易產(chǎn)生二次污染，但生物酶價(jià)格較高，且同樣不可循環(huán)使用，導(dǎo)致使用成本高，所以有必要研制開(kāi)發(fā)一種綠色無(wú)污染、可循環(huán)使用的循環(huán)水緩蝕劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法。
[0006]其技術(shù)方案是包括以下步驟制成:
O配制PH值為8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I號(hào)緩沖溶液和PH值為6.5的Na2HPO4-KH2PO42號(hào)緩沖溶液；
2)取脂肪酶溶于I號(hào)緩沖溶液中，得到脂肪酶溶液；取溶菌酶溶于2號(hào)緩沖溶液中，得到溶菌酶溶液；
3)取介孔S1jj球載體，投加到溶菌酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌；
4)將步驟3)中攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，將所得固體投加到脂肪酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌；
5)將步驟4)攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，并用I號(hào)緩沖溶液洗滌至濾液中檢查不到生物酶；
6)將步驟5)抽濾所得固體于30°C下烘干，即為共固定化酶樣品；
上述的脂肪酶活性>30000U/g，溶菌酶活性>40000U/mg。
[0007]優(yōu)選的，上述的I號(hào)緩沖溶液的摩爾濃度為25mmol/L，2號(hào)緩沖溶液的摩爾濃度為SOmmo I /L
[0008]另外，本發(fā)明提到的介孔S1;!球載體的制備方法為:
室溫下，CTAB溶于蒸餾水中，磁力攪拌至澄清，加入無(wú)水乙醇攪拌，逐滴滴加氨水，攪拌，逐滴加入TE0S，持續(xù)攪拌，將得到的乳白色渾濁液陳化，過(guò)夜，抽濾，先水洗后乙醇洗，用AgNO3檢驗(yàn)濾液直至沒(méi)有沉淀為止；將得到的白色沉淀干燥，研磨，粉末在高溫下煅燒，得到的即為介孔S12微球載體。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的生物散酶緩蝕劑，使用固定化雙酶可以達(dá)到循環(huán)使用的效果，節(jié)約了工業(yè)運(yùn)行成本，并且固定化雙酶還有耐熱性強(qiáng)、對(duì)抑制劑的抵抗力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、易于保存等優(yōu)點(diǎn)；另外，解決了傳統(tǒng)化學(xué)緩蝕劑二次污染的問(wèn)題，并且可重復(fù)回收利用解決了生物散酶緩蝕劑成本高的問(wèn)題；所得產(chǎn)品應(yīng)用于柴油泄漏下循環(huán)水中緩蝕率可達(dá)85.98%，除油率可達(dá)97%，可用于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的管道緩蝕但不局限于工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)的管道緩蝕。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1溶菌酶濃度和溶菌酶固定化時(shí)間對(duì)緩蝕率的影響圖；
圖2是脂肪酶濃度和脂肪酶固定化時(shí)間對(duì)緩蝕率的影響圖；
圖3是不同過(guò)濾流速下兩種濾料過(guò)濾的除油率變化圖；
上述圖1中的脂肪酶濃度=2g/L，脂肪酶固定化時(shí)間=8h ;圖2中的溶菌酶濃度=0.7g/L，溶菌酶固定化時(shí)間=10h。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1，本發(fā)明提到的固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟:
1)配制摩爾濃度為25mmol/L的PH為8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I號(hào)緩沖溶液與摩爾濃度為 50mmol/L 的 PH 為 6.5 的 Na2HPO4-KH2PO4 2 號(hào)緩沖溶液；
2)取2.07g脂肪酶溶于IL I號(hào)緩沖溶液中，得到2.07 g/L的脂肪酶溶液；取0.88g溶菌酶溶于IL 2號(hào)緩沖溶液中，得到0.88 g/L的溶菌酶溶液；
3)取0.3g介孔S12微球載體，投加到1mL 0.88 g/L的溶菌酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌11.8h;
4)將步驟③攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，將所得固體投加到1mL2.07 g/L的脂肪酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌9.22h ;
5)將步驟④攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，并用I號(hào)緩沖溶液洗滌至濾液中檢查不到生物酶；
6)將步驟⑤抽濾所得固體于30°C下烘干，即為共固定化酶樣品；
上述的溶菌酶，酶活>40000U/mg，固體粉末，為市售產(chǎn)品；脂肪酶，酶活>30000U/g，固定粉末，為市售廣品；
上述的介孔S12載體的制備方法包括以下:
室溫下，1.5gCTAB溶于300mL蒸飽水中，磁力攪拌至澄清，加入75mL無(wú)水乙醇攪拌1min,逐滴滴加13mL氨水，攪拌15min，逐滴加入5mLTE0S，持續(xù)攪拌2h，將得到的乳白色渾濁液陳化，過(guò)夜，抽濾，先水洗后乙醇洗，用AgN03檢驗(yàn)濾液直至沒(méi)有沉淀為止。將得到的白色沉淀于90°C干燥，研磨，粉末在550°C下煅燒5h，得到的即為介孔S12微球載體。
[0012]本發(fā)明提到的固定化雙酶的實(shí)驗(yàn)如下:
第一種:固定化酶產(chǎn)品用于柴油泄漏下的循環(huán)水:
將所制固定化酶產(chǎn)品與循環(huán)水按照質(zhì)量體積比為(2~3)g:lL的比例投加，其中循環(huán)水中柴油濃度為70~90mg/L，按照國(guó)標(biāo)《GB/T 18175-2000水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法》進(jìn)行緩蝕率測(cè)定，緩蝕率可達(dá)85.98%。
[0013]第二種:固定化酶產(chǎn)品用做柴油泄漏下循環(huán)水過(guò)濾濾床濾料
I)取5g固定化酶產(chǎn)品放入769YP-24B手動(dòng)粉末壓片機(jī)模具中，擰緊放油閥，將模具置于工作臺(tái)的中央，前后搖動(dòng)手動(dòng)壓把至壓力為20MPa，保壓1min后，旋轉(zhuǎn)放油閥放壓，取出模具，將壓成的共固定化酶圓餅取出，其厚度為0.5cm，直徑為3cm。
[0014]2)用缽杵將其碎成大小約為0.5cm的小粒，即為共固定化酶濾料。
[0015]3)取含有柴油濃度為(70~90)mg/L的循環(huán)水2L為過(guò)濾進(jìn)水，濾柱選用有機(jī)玻璃濾柱，填料為活性炭(9.5~11) cm，共固定化酶濾料(4~6)cm。
[0016]4)對(duì)過(guò)濾出水進(jìn)行檢測(cè)，其中除油率可達(dá)97%，循環(huán)水對(duì)碳鋼掛片的腐蝕速率為0.2106mm/a 下降至 0.0818mm/ao
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，其特征是:包括以下步驟制成: 1)配制PH值為8.0的Na2HPO4-KH2PO4 I號(hào)緩沖溶液和PH值為6.5的Na2HPO4-KH2PO42號(hào)緩沖溶液； 2)取脂肪酶溶于I號(hào)緩沖溶液中，得到脂肪酶溶液；取溶菌酶溶于2號(hào)緩沖溶液中，得到溶菌酶溶液； 3)取介孔S1jj球載體，投加到溶菌酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌； 4)將步驟3)中攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，將所得固體投加到脂肪酶溶液中，混合均勻后于30°C下連續(xù)攪拌； 5)將步驟4)攪拌后所得溶液使用真空抽濾機(jī)抽干，并用I號(hào)緩沖溶液洗滌至濾液中檢查不到生物酶； 6)將步驟5)抽濾所得固體于30°C下烘干，即為共固定化酶樣品； 上述的脂肪酶活性>30000U/g，溶菌酶活性>40000U/mg。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，其特征是:所述的I號(hào)緩沖溶液的摩爾濃度為25mmol/L，2號(hào)緩沖溶液的摩爾濃度為50mmol/L。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法，其特征是:所述的介孔Si0#j球載體的制備方法為: 室溫下，CTAB溶于蒸餾水中，磁力攪拌至澄清，加入無(wú)水乙醇攪拌，逐滴滴加氨水，攪拌，逐滴加入TE0S，持續(xù)攪拌，將得到的乳白色渾濁液陳化，過(guò)夜，抽濾，先水洗后乙醇洗，用AgNO3檢驗(yàn)濾液直至沒(méi)有沉淀為止；將得到的白色沉淀干燥，研磨，粉末在高溫下煅燒，得到的即為介孔S12微球載體。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種固定化雙酶用作循環(huán)冷卻水系統(tǒng)緩蝕劑的制備方法。包括以下步驟制成：1）將介孔SiO2微球載體投加到溶菌酶緩沖液中先固定溶菌酶；2）抽干緩沖液，并將所得固體投入到脂肪酶緩沖液中固定脂肪酶；3）抽濾，洗去多余的生物酶，得到粉末烘干，即為共固定化酶樣品；有益效果是：相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的生物散酶緩蝕劑，使用固定化雙酶可以達(dá)到循環(huán)使用的效果，節(jié)約了工業(yè)運(yùn)行成本，并且固定化雙酶還有耐熱性強(qiáng)、對(duì)抑制劑的抵抗力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、易于保存等優(yōu)點(diǎn)；另外，解決了傳統(tǒng)無(wú)機(jī)緩蝕劑二次污染的問(wèn)題，并且可重復(fù)回收利用解決了生物散酶緩蝕劑成本高的問(wèn)題。
【IPC分類(lèi)】C23F11/10
【公開(kāi)號(hào)】CN104894568
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510183364
【發(fā)明人】劉芳, 趙朝成, 姜國(guó)飛, 閆茜, 王永強(qiáng), 仲慧赟, 孫娟, 劉春爽, 高雅, 張利
【申請(qǐng)人】中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年4月17日