一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610280269.9 | 申请日 | 2016-04-28 | 公开(公告)号 | CN105886478A | 公开(公告)日 | 2016-08-24 |
| 申请人 | 广州市水电建设工程有限公司; | 发明人 | 朱家立; 黄锦城; 赖佑贤; 闫晓满; 赵志杰; 李晓作; 李东文; 陈键; 陈伟梁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法，属于淤泥处理领域。为了克服 现有技术 的不足，本发明提供处理效率高的用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，所述复合酶制剂100％用天然 植物 一次 发酵 而成，含有至少25种以上的酶和上千 种子 酶，可以在各种环境下发挥最佳效益。添加复合酶制剂不仅以及对淤泥进行除臭，同时，经过复合酶预处理后，淤泥中的有机物大量降解，清 水 和底泥完全分离。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： |
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| 说明书全文 | 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法，属于淤泥处理领域。 背景技术[0002] 我国中小河道淤积现象比较普遍，河道原有的调蓄洪水和防灾减灾的能力有所减弱。近几年国家加强了中小河道和农村河道的治理力度，其中清淤工程作为主要措施被广泛实施。目前河道清淤已经从过去的仅以提高河道防洪、排涝和灌溉能力的传统水利工程目标向生态水利目标拓展，也就是说在很多河道清淤工程的目标中都含有减少河道内源污染，为河道水质改善提供保障的工程目的。例如，河涌疏浚淤泥如果不能及时处理就会散发出恶臭，给周围环境造成很大的生态压力。 [0003] 河涌疏浚淤泥臭气主要源于河涌底泥有机物含量过高，有机物消耗底泥氧气，降低了底泥氧化还原电位，使底泥和水体中的厌氧微生物大量繁殖，将底泥中有机物分解为甲烷、硫化氢、氨氮和嘧啶等，其中硫化氢、氨氮和嘧啶是具有恶臭性质的物质，同时厌氧条件下河道底泥和水体高价金属离子如铁、锰离子等被还原为低价离子如Fe2+、Mn2+等，与水体中存在的硫发生化学反应，形成稳定的黑色物质如FeS和MnS等，从而导致底泥黑臭。 [0004] 去除底泥恶臭的最好办法就是生物处理。目前国际上最先进的生物除臭技术是利用复合酶来分解有机物。由于淤泥中除了含有有机外，还存在着大量的微生物。这些微生物大多数都会主动吸附其周围的有机物，但在厌氧条件下很难繁殖。酶制剂是目前最强的催化剂，与无机催化剂相比，酶降解有机物的速度要高出千万倍以上。 [0005] CN103420545B公开了一种基于微生物复合酶的污泥消解方法，其中的微生物酶促催化剂包括凤梨素蛋白酶、游离状三价铁，以及烟酰胺腺嘌呤二核苷酸混合，再与酵母浸出液在pH为10的调节范围内混合制得，然而其中所含有的酶较为单一，对淤泥的处理程度难让人满意。CN102276124B公开了一种微生物清淤剂，其以多孔沸石颗粒为载体，由放线菌，欧洲硝化单孢细、维氏硝化细菌等细菌组成，其中包含了多种可以消化淤泥的细菌，但其由于淤泥的环境以及细菌的组成，致使其消化效率较低。 发明内容[0006] 为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法，所述复合酶制剂100％用天然植物一次发酵而成，含有至少25种以上的酶和上千种子酶，可以在各种环境下发挥最佳效益。添加复合酶制剂不仅以及对淤泥进行除臭，同时，经过复合酶预处理后，淤泥中的有机物大量降解，清水和底泥完全分离。 [0007] 本发明通过下述技术方案解决上述技术问题： [0008] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0009] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的4～9倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为2～5h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由紫花苜蓿、鹅掌柴、百合和常春藤组成。优选地，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿35-45份，鹅掌柴23-27份，百合31-39份，常春藤8-12份，进一步优选地，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿40份，鹅掌柴25份，百合35份，常春藤10份； [0010] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温度为30-32℃、通气量为1.5-1.7m3/h条件下培养40-44h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为26-29℃、通气量为1.8-2.2m3/h条件下培养26-30h，即得含酶发酵液； [0011] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为5.4-6.2之间，4℃下超声3-5min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置16-18小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0012] 上述用于淤泥资源化处理的复合酶制剂中，所述的嗜粪红球菌和米曲霉接入发酵液前处于对数生长期，其菌落密度不少于2×109cfu/mL。 [0013] 上述所述的复合酶制剂可以应用于淤泥的资源化处理。其具体的资源化处理方法为： [0014] 向淤泥中加入复合酶制剂进行厌氧消化，控制淤泥的温度在26-28℃之间，处理时间为3-6小时，所述的复合酶制剂的加入量为5-15ppm(重量比)，然后将淤泥自然沉降风干即可。优选地，所述的处理时间为4小时，所述的复合酶制剂的加入量为10ppm。 [0015] 本工艺中加入的复合酶制剂(胞外酶)可以将淤泥中的大分子有机物转化为可溶性的有机小分子，然后小分子有机物通过细胞膜渗入微生物细胞内部，在各种内酶的作用下，经过一系列复杂的酶反应，继而被降解，一部分转化为无机物和能量，一部分被微生物用来合成自身物质。对于底泥中部分难降解的有机物，微生物还会通过“协同代谢”的作用先改变其结构，最终将其降解。 [0016] 本工艺使用的复合酶制剂100％用天然植物一次发酵而成，含有至少25种以上的酶和上千种子酶，是真正意义上的广谱复合酶，可以在各种环境下发挥最佳效益。如沙河涌的底泥，加入10ppm的复合酶，曝气4个小时，恶臭全除。添加复合酶制剂不仅以及对淤泥进行除臭，同时，经过复合酶预处理后，淤泥中的有机物大量降解，清水和底泥完全分离。底泥的物理性质发生了改变，更容易脱水和干化。 具体实施方式[0018] 实施例1本发明用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 [0019] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0020] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的4倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为4h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿35份，鹅掌柴23份，百合31份，常春藤8份； [0021] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温度为30℃、通气量为1.5m3/h条件下培养40h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为26℃、通气量为1.8m3/h条件下培养26h，即得含酶发酵液； [0022] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为5.4，4℃下超声3min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置16小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0023] 实施例2本发明用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 [0024] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0025] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的9倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为5h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿45份，鹅掌柴27份，百合39份，常春藤12份； [0026] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温度为32℃、通气量为1.7m3/h条件下培养44h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为29℃、通气量为2.2m3/h条件下培养30h，即得含酶发酵液； [0027] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为6.2，4℃下超声5min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置18小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0028] 实施例3本发明用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 [0029] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0030] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的6倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为4h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿40份，鹅掌柴25份，百合35份，常春藤10份； [0031] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温3 度为32℃、通气量为1.6m/h条件下培养42h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为28℃、通气量为2.0m3/h条件下培养28h，即得含酶发酵液； [0032] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为5.8之间，4℃下超声4min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置17小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0033] 实施例4本发明用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 [0034] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0035] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的9倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为2h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿45份，鹅掌柴23份，百合39份，常春藤8份； [0036] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温3 度为32℃、通气量为1.5m/h条件下培养44h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为26℃、通气量为2.2m3/h条件下培养26，即得含酶发酵液； [0037] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为6.2，4℃下超声3min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置18小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0038] 实施例5本发明用于淤泥资源化处理的复合酶制剂及其制备方法 [0039] 一种用于淤泥资源化处理的复合酶制剂，其采用如下制备工艺制备得到： [0040] 1)发酵培养基配制：按照下述配方配制发酵培养基：发酵培养基的组分为葡萄糖10g，K2HPO4 2g，KH2PO42g，MgSO4·7H2O 0.2g，CaCl2 0.1g，尿素0.5g，酵母膏0.5g，中药提取浸膏10g，pH7.2-7.5，120℃灭菌30min，其中中药提取浸膏的制备方法为取处方量天然植物碎成粗粉，按照粗粉总重量的4～9倍加入体积浓度为40％～95％的乙醇溶液，回流提取三次，回流时间为2～5h，滤过，滤液回收乙醇，冷却过滤，用水洗涤，干燥后即得中药浸膏，所述的天然植物由如下重量份的组分组成：紫花苜蓿35份，鹅掌柴27份，百合31份，常春藤12份； [0041] 2)生物发酵：发酵培养基灭菌后，接入10％的嗜粪红球菌种子发酵液，控制发酵温度为30℃、通气量为1.5m3/h条件下培养44h，此时接入10％的米曲霉种子发酵液，控制发酵温度为26℃、通气量为2.2m3/h条件下培养26-30h，即得含酶发酵液； [0042] 3)酶制剂提取：向含酶发酵液中加入5倍体积的Tris-HCl溶液调节至发酵液的pH为6.2，4℃下超声3min，冷冻离心机4℃离心取上清液，向其中加入4倍体积的预冷丙酮，-20℃静置18小时后冷冻离心，取沉淀使用丙酮洗涤两次后，得复合酶制剂。 [0043] 实施例6所述的复合酶制剂应用于淤泥的资源化处理的处理效果 [0044] 所述的复合酶制剂可以应用于淤泥的资源化处理的资源化处理方法为：向淤泥中加入复合酶制剂进行厌氧消化，控制淤泥的温度在26-28℃之间，处理时间为4小时，所述的复合酶制剂的加入量为10ppm(重量比)，然后将淤泥自然沉降风干即可。同时设置对比实施例，对比实施例的酶菌复合剂按照CN 102250768 B实施例1所述的制备方法制备得到。 [0045] 表1复合酶制剂应用于淤泥的资源化处理的处理效果 |
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