[發(fā)明專(zhuān)利]用于腐殖酸活化的微生物復(fù)合酶制劑及生產(chǎn)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710064303.3
• 申請(qǐng)日: 2017-02-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106746429A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙維韋;宋建華;袁黎;張?chǎng)谓?/a>
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 協(xié)賽(上海)生物科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F11/02
• 分類(lèi)號(hào): C02F11/02;C08H7/00;C12N9/00
• 代理公司: 上海三方專(zhuān)利事務(wù)所31127
• 代理人: 吳瑋,楊懿

[技術(shù)領(lǐng)域]

本發(fā)明涉及用于腐殖酸活化的微生物復(fù)合酶制劑及生產(chǎn)方法。

[背景技術(shù)]

市政污水廠產(chǎn)生的剩余污泥主要由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無(wú)機(jī)顆粒、膠體等組成，具體的，市政污泥有以下特點(diǎn)：

1.有機(jī)物：主要包括蛋白質(zhì)、多糖、腐殖酸、脂類(lèi)、核酸等。市政污泥中有機(jī)成分含量一般占干物質(zhì)的65％-85％，其中腐殖酸約占16％-35％。

2.無(wú)機(jī)物：市政污泥中含有豐富種類(lèi)的金屬元素，包括大量元素，微量元素和重金屬。其中重金屬是制約污泥資源化利用的關(guān)鍵因素之一。

3.微生物：市政污泥中的微生物主要是細(xì)菌群落組成的，細(xì)菌總數(shù)占微生物總數(shù)的90％及90％以上。還含有少量的真菌，放線菌，原生動(dòng)物，藻類(lèi)等。市政污泥中有害的微生物主要是寄生蟲(chóng)卵和病原微生物。

隨著城市污水處理率的提高，剩余污泥產(chǎn)量也不斷增加。合理的處理與處置剩余污泥，將污泥變廢為寶，既可以避免污泥對(duì)自然環(huán)境和人類(lèi)的危害，又可以進(jìn)行資源化利用，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

市政污泥中的內(nèi)源酶

微生物多樣性是市政污泥中微生物最大的特點(diǎn)，空氣、水體、土壤等自然環(huán)境中的微生物大都可以在市政污泥中找到。其中數(shù)量大、功能性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)菌也有幾種到幾十種。這些優(yōu)勢(shì)菌按功能分類(lèi)可以分為：水解酸化細(xì)菌、異養(yǎng)消化細(xì)菌、產(chǎn)甲烷細(xì)菌、硝化細(xì)菌、氨化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、聚磷菌、聚硫菌、聚糖菌等，按照微生物生理功能分類(lèi)可以分為：變形菌門(mén)、厚壁菌門(mén)、擬桿菌門(mén)、綠彎菌門(mén)、腐生菌門(mén)、消化螺旋菌門(mén)、浮霉菌門(mén)、芽單胞菌門(mén)、酸桿菌門(mén)、放線菌門(mén)等。因此，市政污泥可以看做是一個(gè)數(shù)量龐大，種類(lèi)豐富的產(chǎn)酶集團(tuán)。

水解酶是市政污泥中最主要的酶類(lèi)，市政污泥中的微生物不僅參加一些小分子細(xì)胞新陳代謝，而且通過(guò)酶的水解作用使得大部分大分子有機(jī)物通過(guò)一系列的水解反應(yīng)變成可被細(xì)菌細(xì)胞吸收系統(tǒng)吸收的較小單位的物質(zhì)。這些微生物還會(huì)分泌大量的胞外聚合物(EPS)來(lái)吸附環(huán)境中的有機(jī)物，EPS是微生物在一定條件下，在其代謝過(guò)程中分泌的、包圍在微生物細(xì)胞壁外的聚合化合物，包括莢膜、粘液層以及其他表面物質(zhì)。經(jīng)過(guò)分析可以知道，這些聚合物的成分為脂類(lèi)、多糖、蛋白質(zhì)和腐殖酸等。EPS中的蛋白質(zhì)主要是微生物為了分解廢水中固體和膠體的有機(jī)物質(zhì)而分泌的酶類(lèi)，水解酶主要通過(guò)EPS吸附而束縛于污泥中，且主要位于EPS中。市政污泥中包含一系列的水解酶，有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。

氧化還原酶是市政污泥中另外一種非常重要的酶類(lèi)，是一種用于促進(jìn)廢水中有機(jī)物進(jìn)行氧化還原反應(yīng)、轉(zhuǎn)移電子、氫的反應(yīng)和分子氧參加反應(yīng)的酶類(lèi)，有脫氫酶、氧化酶、還原酶、過(guò)氧化物酶等。

市政污泥中還含有大量的轉(zhuǎn)移酶類(lèi)，可以催化有機(jī)物之間進(jìn)行基團(tuán)(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的轉(zhuǎn)移或交換，有甲基轉(zhuǎn)移酶、氨基轉(zhuǎn)移酶、乙酰轉(zhuǎn)移酶、轉(zhuǎn)硫酶、激酶和多聚酶等。

市政污泥中的裂合酶類(lèi)可以催化從有機(jī)物移去一個(gè)基團(tuán)并留下雙鍵或其進(jìn)行逆反應(yīng)，有脫水酶、脫羧酶、碳酸酐酶、醛縮酶、檸檬酸合酶等。

市政污泥中也含有各種異構(gòu)酶類(lèi)和合成酶類(lèi)，有異構(gòu)酶、表構(gòu)酶、消旋酶、谷氨酰胺合成酶、DNA連接酶、tRNA連接酶、羧化酶等。

市政污泥中的這些酶具有以下特點(diǎn)：

1.酶含量高，廢水中有機(jī)物濃度低，分泌較多的酶用于和其他微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；

2.復(fù)合性強(qiáng)，含有各種不同種類(lèi)、不同功能的酶以應(yīng)對(duì)廢水中復(fù)雜的有機(jī)物組分；

3.高效性，可以在很短的時(shí)間內(nèi)將細(xì)胞不能直接吸收的物質(zhì)轉(zhuǎn)化了細(xì)胞可以吸收的物質(zhì)；

4.適應(yīng)性強(qiáng)，酶的活性受環(huán)境因素的干擾較普通酶類(lèi)小很多。

目前，腐殖酸活化使用的大部分酶都是來(lái)自于微生物的提取，而提取過(guò)程總會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生負(fù)面影響，因此可以考慮到的如果直接使用含內(nèi)源酶的微生物作為粗品的酶源進(jìn)行腐殖酸活化可能會(huì)具有良好的效果。可以發(fā)現(xiàn)市政污泥中含有豐富的內(nèi)源酶，并且這些內(nèi)源酶的種類(lèi)和活性都是腐殖酸活化過(guò)程中特別需要的，尤其是水解酶類(lèi)和氧化還原酶類(lèi)。因此，可以考慮到的如果利用內(nèi)源酶豐富的市政污泥和腐殖酸底物一起進(jìn)行活化的話可能會(huì)提高腐殖酸活化的效率和得率。

[發(fā)明內(nèi)容]

本發(fā)明的目的在于利用市政污泥中的內(nèi)源酶生產(chǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，提供一種腐殖酸活化的微生物復(fù)合酶制劑，其生產(chǎn)方法如下：

采用市政污泥和腐殖酸底物作為原料，包括以下步驟：

a.預(yù)處理，使市政污泥降低污泥含水率，腐殖酸底物呈粉狀、小顆粒狀或勻漿狀，腐殖酸底物pH為5-9；