[其他]處理尿素廢水用固定化脲酶的制備方法

在審

• 申請號: 101985000004238
• 申請日: 1985-04-10
• 公開（公告）號: CN85104238B
• 公開（公告）日: 1988-01-20
• 發明（設計）人: 徐德和;劉永勛;姚貴銳;陳炳稔;黃玉萍;王瑞香;李國明;陳文森
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 葉桂云

本發明是關于處理尿素廢水用的固定化脲酶制法，本法采用了浸泡、濕磨洋刀豆或倭刀豆及在低濃度磷酸鹽弱酸性緩沖液中分批提取脲酶，同時還提供了與之匹配的樹脂載體的合成方法和脲酶固定化的方法。本發明的提取方法可使酶的提取率達９５％以上，在固定化過程中酶活性不下降。合成的樹脂載體能夠再生，反復使用，制得的固定化脲酶穩定性高，主要用于氨解吸前和吸后的尿素廢水的處理。

本發明是關于固定化脲酶的制備方法，特別是涉及脲酶的提取，載體的合成及其固定化處理的方法。

本法制備的固定化脲酶，能滿足工業應用對固定化脲酶高穩定性和低成本的要求，同時，這種固定化脲酶不但能適用于氨解吸后的尿素廢水處理，而且還能適用于氨解吸前（含氨3%左右）的尿素廢水處理，也能適用于化肥廠尿素粉塵的處理。

現有技術中，制備固定化脲酶大多是用載體樹脂吸附脲酶后，再用交聯劑進行固定化處理。目前，國內外多采用商品已有的脲酶和載體，故酶與載體往往不匹配。如A.Sugii報道〔J.Appl.polym.Sci32，4931（1986）〕選用Worthington Diagnostic System Corp出品EC3515的脲酶純度為71Iu/mg，并用弱堿樹脂吸附，固定。所得固定化脲酶最高活性僅24Iu/g且穩定性很低，同時不能適用于尿素廢水的處理。荷蘭P.Bruls等人〔Fert.Nitrogen Proc.Br.Sulphur Corp，Int.Conf.Fert.Technol，4th（1981），343-63〕方法制得的固定化脲酶雖可應用于經氨解吸后尿素廢水處理，但該法成本亦很高，與用中壓法回收尿素的成本相同。〔C.A.Vol.97，60318，222256〕目前，國內外所用被固定的脲酶是來源于微生物發酵或以刀豆為原料干磨，用水或丙酮溶液提取，這些方法對脲酶的回收率都不高，同時脲酶需經鹽析、滲析和溶劑萃取等方法分離提純后才能進行固定化處理。〔美國專利3249513〕。目前用于吸附脲酶的載體是采用砂、多孔玻璃、聚氯乙烯、聚丙烯酰胺以及經功能基化的聚苯乙烯等為原料經加工而得。〔高等學校學報1982年3（4）540-6〕〔武漢師院學報1983年第1期118頁〕在固定過程中，酶活性下降20%以上，同時制得的固定化脲酶的穩定性亦差。美國專利4371612號報道載體的孔結構形成原理和實施方法是較復雜的，其成珠過程，致孔過程，聚合反應不能一步完成，雖然一步致孔在其它專利也有報道，但調節到能適合脲酶固定的，未見有報道。〔美國專利4390626，3767531〕現有技術中，脲酶固定化方法可分為三大類，即包埋法，共價鍵結合法和吸附法。前兩種方法制得的固定化脲酶實際上無法再生，后一種方法制得的固定化脲酶可以再生，但在使用過程中酶易泄漏，雖然采用了戊二醛等作交聯劑，使酶與載體的活性基發生交聯而牢固地結合，這樣泄漏問題解決了，但又使再生發生困難，造成酶載體利用率不高的結果。

本發明目的在于提供一種提取脲酶的方法，采用稀磷酸鹽緩沖液從濕磨的刀豆漿中分批提取，脲酶的回收率可高達95%以上，解決了現有技術中脲酶回收率低的缺陷。提供一種制備載體的方法，用苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈三種單體以適當比例共聚，同時以液體石蠟、甲苯、正丁醇和二氯乙烷等混合液作致孔劑調節孔結構，使之在具有比較大表面的基礎上有合適的孔徑，由此法制得的載體孔徑大小能適合由前述方法提取的脲酶固定，這樣解決了酶與載體不相匹配的問題。提供一種脲酶被吸附固定和脫附的方法，采用類似吸附法，在調節樹脂平均孔徑和極性的基礎上使脲酶選擇性地吸附于樹脂上，然后在控制適當的固定化條件下，用甲醛作固定劑使脲酶的固定程度達到在使用過程中不至泄漏，避免了酶活性下降的問題且提高了酶的穩定性，而當酶老化時，本法使用堿性醇液洗脫，使載體反復使用，使用時間長達10年之久，解決了固定化脲酶的穩定性與再生的矛盾問題，本法制備的固定化脲酶不但能適用于氨解吸后的尿素廢水處理而且還能適用于氨解吸前尿素廢水處理。

本法分三步完成。

A.脲酶的制備：