CN108713002A

CN108713002A - 用于用酶处理增强污泥的脱水性能的方法

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Publication number: CN108713002A
Application number: CN201680075806.4A
Authority: CN
Inventors: 张名佳; N.B.古里夫
Original assignee: Novo Nordisk AS
Current assignee: Novo Nordisk AS
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-10-26
Also published as: WO2017107980A1; PT3393983T; CN114368888A; EP3393983B1; HUE064273T2; EP3393983A4; JP7284891B2; PL3393983T3; EP3393983A1; DK3393983T3; ES2964738T3; JP2019501018A; JP2021121433A

Abstract

提供了用于增强污泥的脱水性能的方法，该方法包括在常规调节和脱水操作之前向该污泥中添加纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶。

Description

用于用酶处理增强污泥的脱水性能的方法

对序列表的引用

本申请包含处于计算机可读形式的序列表，将其通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及用于增强由常规废水处理操作产生的残余物(即污泥)的脱水性能(dewaterability)的方法。

背景技术

常规废水处理过程期间产生的污泥，通常是在通过焚烧，土地利用，填埋，堆肥等的处理之前脱水或浓缩。基本脱水方案涉及通过添加调节剂，如硫酸铁和/或絮凝剂(如聚合电解质)，随后是跨越重力带式增稠器、带式压滤机或离心机的机械固体/液体分离，形成强的、抗剪的污泥絮凝物。通过将污泥脱水，废水处理厂(WWTP)提高了最终必需处理掉的污泥(即饼固体(cake solids))的固体量/体积单位。更高的饼固体的益处包括：减少脱水污泥体积(要被被工厂“管理”的更少的污泥)；降低每年运输成本(运送污泥至填埋或土地利用地)；在污泥可以被焚烧前待蒸发的更少的水(当焚烧用于废热发电的目的时增加污泥的净能量值)；至沼气池的更浓缩的进料；和/或减少要被填埋或被土地利用的污泥的体积。

污泥的一般组成通常是约90％-99％的水，剩余的部分是总固体，其中实际的细胞团块(即细菌细胞)占总固体的大约10％。剩余90％的总固体由胞外聚合物质(EPS)组成，它形成水合基质，细菌细胞分散在所述水合基质内。无论用于产生污泥的方式，污泥脱水性能已经很大程度上与全部污泥中的EPS部分有关。EPS由来自细胞溶解的碎片(例如核酸、脂质/磷脂、蛋白质、等)、活性分泌的胞外产物(例如多糖和蛋白质)、胞外产物、EPS结合的酶活性(例如多糖)、从废水吸收的材料(例如腐殖质、多价阳离子)组成。由于EPS这种复杂的性质和多糖及蛋白质的突出的存在，传统上按碳水化合物和蛋白质的比率(EPS_{碳水化合物:蛋白质})来表征EPS。尽管取决于WWTP的许多操作参数，初沉污泥和初沉污泥的EPS_{碳水化合物:蛋白质}可以不同。但是二沉污泥内的EPS组合物有点是更消化特异性：经厌氧消化的污泥的EPS_{碳水化合物:蛋白质}倾向于小于整体而经好氧消化的污泥EPS_{碳水化合物:蛋白质}大于整体。在任何情况下，这些初沉组分被认为是有效地结合水并且抵抗脱水的污泥絮凝物内的关键可水合物质。

破坏污泥絮凝物的水结合能力和/或机械完整性的方法被认为在聚合絮凝时增强了全部污泥的脱水性能。大多数此类方法已经集中于破坏EPS组分和改进脱水性能的新颖化学反应(例如酸预处理、多价阳离子调节剂)和工艺(高温预处理、放电、超声处理)的能力。已有的多篇论文描述了将酶用于EPS内的选择性水解以减少污泥体积，具有不同结果。参见例如DE 10249081、WO 91/10723和DE 3713739。

感兴趣的现有技术包括美国专利公开号US 2008/0190845(通过引用以其整体结合在此)，DeLozier等人，涉及用于增强由常规废水处理操作产生的残余物(即污泥)的脱水性能方法。WO 99/27082和WO 2003/006602(均通过引用以其整体结合在此)因其涉及蛋白酶及其变体而受到关注。

由于污泥仍存在问题和脱水困难，对改进用于增强由常规废水处理操作产生的残余物(即污泥)的脱水性能的方法存在持续的需求。

发明内容

本披露涉及用于增强污泥的脱水性能的方法，包括用酶及其包括纤维素酶和蛋白酶的组合物接触或处理污泥。在一个优选的实施例中，本披露涉及用于增强污泥的脱水性能的方法，该方法包括用酶组合物处理污泥，该酶组合物包括来自诺维信公司(NovozymesA/S)(巴格斯维尔德(Bagsvaerd)，丹麦(DK))的诺维信CTec3品牌的酶组合物和来自诺维信公司(巴格斯维尔德，丹麦)的蛋白酶例如SAVINASE品牌的蛋白酶。在实施例中，本披露涉及用于增强污泥的脱水性能的方法，包括用酶组合物接触污泥，该酶组合物包括有效量的来自诺维信公司(巴格斯维尔德，丹麦)的CTec3品牌的酶组合物和有效量/补充量的蛋白酶。蛋白酶的非限制性实例包括SAVINASE品牌的酶(诺维信公司，巴格斯维尔德，丹麦)。

在又一个实施例中，该处理包括包含至少一种另外的酶(例如纤维素酶、半纤维素酶、内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡糖苷酶、木聚糖酶或β-木糖苷酶)的酶组合物。

优选在污泥调节(即，在凝结和/或絮凝之前)和机械脱水之前添加酶处理。在实施例中，根据本披露的酶及其组合物被施用到城市污泥以帮助随后的机械脱水，导致降低了污泥体积，和/或减少用于脱水过程中的聚合物的使用。

在实施例中，本披露的组合物中的活性酶包括CTec3品牌的酶组合物和蛋白酶组分。与在类似条件下单独施用的酶相比，本披露的组合物出人意料地增强了残余物的脱水性能。在实施例中，披露了一种用于增强污泥的脱水性能的方法，该方法包括将CTec3品牌的酶组合物和蛋白酶与消化污泥(例如厌氧消化污泥或经好氧消化的污泥)接触或将其添加到消化污泥(例如厌氧消化污泥或经好氧消化的污泥)的步骤。

在实施例中，根据本披露使用的合适的纤维素酶和纤维素酶/半纤维素酶混合物描述于WO 2013/028928(通过引用以其整体结合在此)。根据本披露使用的合适的酶组合物包括烟曲霉(Aspergillus fumigatus)纤维二糖水解酶I、烟曲霉纤维二糖水解酶II、烟曲霉β-葡糖苷酶或其变体，具有纤维素分解增强活性的青霉属(Penicillium sp.)(埃默森(emersonii))物种GH61多肽、烟曲霉木聚糖酶或烟曲霉β-木糖苷酶或其同系物。

在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在10g和2000g之间/干吨总悬浮固体，并且蛋白酶的剂量在10g和2000g之间/干吨总悬浮固体。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体，并且蛋白酶的剂量在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在50g和500g之间/干吨总悬浮固体，并且蛋白酶的剂量在50g和500g之间/干吨总悬浮固体。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体，并且蛋白酶的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体。如在此使用的，量g/干吨总悬浮固体是指以克表示的酶产物的量。

在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶在污泥在20℃-60℃的温度下温育1分钟至96小时的条件下与污泥接触。在实施例中，该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶与污泥一起温育16-72小时，并且在实施例中，温育1至3天。

在实施例中，根据本披露使用的合适的污泥在传统的城市和工业废水处理操作期间产生，包括三沉污泥或经消化的污泥。

在实施例中，该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物与蛋白酶组合来与污泥接触。在实施例中，该活性酶包括蛋白酶，例如与SEQ ID NO:1中所示的蛋白酶具有至少80％序列同一性的蛋白酶。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少90％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少95％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少96％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少97％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少98％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少99％序列同一性。在实施例中，该蛋白酶包括SEQID NO:1中所示的蛋白酶或由其组成。在实施例中，该蛋白酶是SEQ ID NO:1中所示的蛋白酶的成熟形式或其功能片段。

在实施例中，本披露涉及处理污泥的方法，包括：

(a)用纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和与SEQ ID NO:1具有至少90％序列同一性的蛋白酶接触污泥；和

(b)从该污泥中去除水。实施例进一步包括：以10g和2000g之间/干吨总悬浮固体的量来添加纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量，并且以10g和2000g之间/干吨总悬浮固体的量来添加蛋白酶的剂量。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量是在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体的量，并且蛋白酶的剂量是在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体的量。在实施例中，在合适的温度(例如20℃-60℃)下温育纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶混合物足够的时间(例如1分钟至96小时)。

如在此使用的，术语“家族61的糖苷水解酶(Family 61 Glycoside Hydrolase)”或“家族GH61”或“GH61”是指属于根据Henrissat,1991,A classification of glycosylhydrolases based on amino-acid sequence similarities[基于氨基酸序列的相似之的糖基水解酶的分类],Biochem.J.[生物化学杂志]280:309-316,以及Henrissat和Bairoch,1996,Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases[基于序列的糖基水解酶的分类的更新],Biochem.J.[生物化学杂志]316:695-696的糖苷水解酶家族61的一种多肽。这个家族中的酶最初基于在一个家族成员中的非常弱的内切-1,4-β-D-葡聚糖酶活性的测量值而被分类为糖苷水解酶家族。这些酶的结构和作用模式是不规范的，并且它们不能被视为真正的糖苷酶。然而，基于它们在与纤维素酶或纤维素酶的混合物结合使用时增强木质纤维素分解的能力，它们被保留在CAZy分类中。

如在此使用的，术语“片段”意指从成熟多肽的氨基和/或羧基末端缺失一个或多个(例如，若干个)氨基酸的多肽；其中该片段作为其成熟多肽具有活性。

如在此使用的，术语“半纤维素分解酶”或“半纤维素酶”意指可对半纤维素材料进行水解的一种或多种(例如，若干种)酶。参见例如Shallom和Shoham,2003,Microbialhemicellulases[微生物半纤维素酶],Current Opinion In Microbiology[微生物学当前观点]6(3):219-228。半纤维素酶的实例包括但不限于，乙酰甘露聚糖酯酶、乙酰木聚糖酯酶、阿拉伯聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、香豆酸酯酶、阿魏酸酯酶、半乳糖苷酶、葡糖醛酸糖苷酶、葡糖醛酸酯酶、甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木聚糖酶、以及木糖苷酶。这些酶的底物即半纤维素是支链和线性多糖的异质群体，这些多糖经由氢与植物细胞壁中的纤维素微纤维键合，从而将它们交联成一个稳固网络。半纤维素还共价附接至木质素，从而与纤维素一起形成高度复杂的结构。半纤维素的可变结构和组织要求许多酶的协同作用以使其完全降解。半纤维素酶的催化模块是水解糖苷键的糖苷水解酶(GH)，或是水解乙酸或阿魏酸侧基团的酯键的碳水化合物酯酶(CE)。这些催化模块，基于其一级结构的同源性，可分配到GH和CE家族。一些家族，具有总体上类似的折叠，可进一步归类为宗族(clan)，以字母标记(例如，GH-A)。在碳水化合物活性酶(CAZy)数据库中可得到这些以及其他碳水化合物活性酶的最翔实和更新的分类。可根据Ghose和Bisaria,1987,Pure&Appl.Chem.[纯粹与应用化学]59:1739-1752中所述的方法在合适的温度(例如50℃、55℃或60℃)和pH(例如5.0或5.5)下对半纤维素分解酶的活性进行测定。

如在此使用的，术语“成熟多肽”意指在翻译和任何翻译后修饰如N-末端加工、C-末端截短、糖基化作用、磷酸化作用等之后处于其最终形式的多肽。本领域内公知，宿主细胞可以产生由相同多核苷酸表达的两种或更多种不同的成熟多肽(即，具有不同的C-末端和/或N-末端氨基酸)的混合物。本领域还已知，不同的宿主细胞不同地加工多肽，并且因此一个表达多核苷酸的宿主细胞当与另一个表达相同多核苷酸的宿主细胞相比时可以产生一种不同的成熟多肽(例如，具有一个不同的C-末端和/或N-末端氨基酸)。

如在此使用的，术语“具有纤维素分解增强活性的多肽”意指催化通过具有纤维素分解活性的酶对纤维素材料的水解的增强的GH61多肽。出于本披露的目的，纤维素分解增强活性通过测量在以下条件下来自由纤维素分解酶水解纤维素材料的还原糖的增加或纤维二糖与葡萄糖总量的增加来确定：1mg-50mg总蛋白质/g于PCS中的纤维素，其中总蛋白质由50％-99.5％w/w纤维素分解酶蛋白以及0.5％-50％w/w具有纤维素分解增强活性的GH61多肽的蛋白质构成，在合适的温度(例如，50℃、55℃或60℃)以及pH(例如，5.0或5.5)进行1-7天，与具有相等的总蛋白质负载量而无纤维素分解增强活性的对照水解(1mg-50mg纤维素分解蛋白/g于PCS中的纤维素)相比较。在一个优选方面，使用在总蛋白重量的2％-3％的米曲霉β-葡糖苷酶(根据WO 02/095014在米曲霉中重组地产生的)或总蛋白重量的2％-3％的烟曲霉β-葡糖苷酶(如WO 02/095014中所描述在米曲霉中重组地产生的)的纤维素酶蛋白负载量存在的情况下的1.5L(诺维信公司，巴格斯瓦尔德丹麦)的混合物作为纤维素分解活性的来源。

具有纤维素分解增强活性的GH61多肽通过降低达到相同水解水平所需的纤维素分解酶的量而增强由具有纤维素分解活性的酶催化的纤维素材料的水解，优选降低至少1.01倍，例如至少1.05倍、至少1.10倍、至少1.25倍、至少1.5倍、至少2倍、至少3倍、至少4倍、至少5倍、至少10倍、或至少20倍。

序列同一性:两个氨基酸序列之间或两个核苷酸序列之间的相关性是通过参数“序列同一性”进行描述。出于本披露的目的，使用如在EMBOSS软件包(EMBOSS：欧洲分子生物学开放软件包(EMBOSS:The European Molecular Biology Open Software Suite)，Rice等人,2000,Trends Genet.[遗传学趋势]16:276-277)(优选5.0.0版或更新版)的尼德尔(Needle)程序中所实施的尼德尔曼-翁施算法(Needleman和Wunsch,1970,J.Mol.Biol.[分子生物学杂志]48:443-453)确定两个氨基酸序列之间的序列同一性。所使用的参数是空位开放罚分10、空位延伸罚分0.5，以及EBLOSUM62(BLOSUM62的EMBOSS版本)取代矩阵。使用Needle标记的“最长同一性”的输出(使用-nobrief选项获得)作为同一性百分比并且计算如下：(相同的残基×100)/(比对的长度-在比对中的空位总数)。

出于本披露的目的，使用如在EMBOSS包(EMBOSS：欧洲分子生物学开放软件套件，Rice等人，2000，见上文)(优选5.0.0版或更新版本)的尼德尔程序中所实施的尼德尔曼-翁施算法(Needleman和Wunsch，1970，见上文)来确定两个脱氧核糖核苷酸序列之间的序列同一性。所使用的参数是空位开放罚分10，空位延伸罚分0.5，以及EDNAFULL(NCBI NUC4.4的EMBOSS版)取代矩阵。使用Needle标记的“最长同一性”的输出(使用-nobrief选项获得)作为同一性百分比并且计算如下：(相同脱氧核糖核苷酸×100)/(比对的长度-在比对中的空位总数)。

如在此使用的，术语“变体”意指在一个或多个(例如，若干个)位置处包含改变(即，取代、插入和/或缺失)的具有酶活性的一个多肽。取代意指用不同的氨基酸替代占用某一位置的氨基酸；缺失意指去除占用某一位置的氨基酸；并且插入意指在邻接并且紧随占用某一位置的氨基酸之后添加氨基酸。

如在此使用的，术语“木聚糖酶”意指一种1,4-β-D-木聚糖-木糖水解酶(E.C.3.2.1.8)，其催化木聚糖中的1,4-β-D-木糖苷键的内切水解。出于本披露的目的，在37℃下，在0.01％X-100和200mM磷酸钠缓冲液(pH 6)中用0.2％AZCL-阿拉伯糖基木聚糖作为底物来确定木聚糖酶活性。一个单位的木聚糖酶活性定义为在37℃、pH 6下在200mM磷酸钠pH 6缓冲液中从作为底物的0.2％AZCL-阿拉伯木聚糖每分钟产生1.0微摩尔天青精。

附图说明

图1是根据本披露的废水处理的示意图。

图2是每种酶剂量条件下脱水所需的平均聚合物剂量的图，其中酶1是SAVINASE品牌的蛋白酶，并且酶2是CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物。

图3是在试验期间产生的污泥饼的平均干固体(DS)的图，其中酶1是SAVINASE品牌的蛋白酶，并且酶2是CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物。

图4是在试验期间取得的滤液样品的COD的图，其中酶1是SAVINASE品牌的蛋白酶，并且酶2是CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物。

具体实施方式

本披露涉及促进和/或改进污泥脱水过程的酶方法,该污泥例如是常规废水处理期间产生的污泥。

用来处理工业和城市废水的不同过程通常产生污泥作为适当操作的副产物。对废水处理工业产生的污泥的分类不仅根据废水的来源(即城市的或工业的)，而且还根据废水处理过程中的具体阶段。在最广泛的分类中，认为污泥有初沉(primary)、二沉(secondary)或三沉(tertiary)之分。通常将初沉污泥认为是“原污泥”(raw)，因为它们通常是来自原料废水流经过初级沉淀池(primary clarifiers)，固体沉降的结果。在大多数情况下，然后将经澄清的水发送至活性污泥池(activated sludge basins；ASBs)，其中悬浮的微生物絮凝物将可溶性污染物从水中去除。由于微生物的复制，必需定期将它们从ASB中去除以避免生长过度。它们的去除发生在从ASB接收流入物的二级沉淀池中行。这种“二沉污泥”被认为是“废活性污泥”(WAS)并且在采用生物养分去除(BNR)系统的WWTP中具有相对普遍的存在。为了减少这种二沉污泥的体积(并且将其稳定化)，可以将污泥发送至好氧(环境通气(ambient aeration)或纯氧)或厌氧消化器，该消化器可以在中温抑或高温条件下运行。然后所得“三沉”污泥被称为“经消化的污泥”(digested sludge)，并且可以根据消化的特性进一步分类(例如高温经好氧消化的污泥)。因此能够看出，在废水处理期间产生了无数的污泥类型。然而，它们可以被松散地分组为：

1.初沉或原污泥(raw sludge)；

2.二沉或废活性污泥；和

3.三沉污泥、稳定的污泥或经消化的污泥

无论由哪种采用方式产生，通常采用一些生物养分去除的方式，使废水处理操作期间产生的污泥将包含用作酶水解底物的物质。在大多数情况下，这种底物作为包括污泥固体的主要部分的胞外聚合物质(EPS)的组分存在。污泥之间不同的EPS的组成取决于多种变量，这些变量包括待处理的废水的性质、采用的处理过程和处理条件。特定的单糖(例如葡萄糖、甘露糖、半乳糖、等)倾向于普遍地存在于污泥EPS内。考虑到这点，尽管一种或多种污泥的EPS的总体组成可以差异巨大，但是在污泥组分中存在的糖苷键类型上存在一些程度的相似性。

根据本披露，在此描述的纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶可以施用到所有与常规废水处理有关的所有一种或多种污泥，以特异性地改进脱水性能。在一个优选的实施例中，该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶及其组合物被施用到处理工业和城市废水期间产生的一种或多种三沉污泥。在实施例中，本披露的纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶以及组合物被施用到消化污泥形式，例如厌氧消化污泥或经好氧消化的污泥。本披露的目的是为了促进或改进污泥脱水的过程，包括在常规污泥调节和脱水操作之前用纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶的组合处理污泥。

根据本披露，增强污泥的脱水性能的过程包括以下步骤或由其组成：

a)产生或获得污泥，例如，在常规废水处理期间；

b)根据本披露，用纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶处理污泥；

c)任选地，用凝结添加剂和/或絮凝添加剂调节该污泥；

d)用常规设备将酶处理过的污泥脱水。

除了上述步骤，可以包括另外的任选步骤，例如，在消化后和脱水阶段之前用酶处理污泥。在实施例中，在将废水加工流中的污泥机械脱水之前，本披露的酶组合物与污泥接触。

在一方面，本披露的纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物包括选自下组的一种或多种(例如若干种)蛋白质，该组由以下组成：纤维素酶、具有纤维素分解增强活性的GH61多肽和半纤维素酶。在实施例中，蛋白酶同时或与纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物组合添加到加工流中。

在实施例中，纤维素酶是选自下组的一种或多种(例如，若干种)酶，该组由以下组成：内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶以及β-葡糖苷酶。

在实施例中，半纤维素酶是一种或多种(例如，若干种)选自下组的酶，该组由以下组成：乙酰基甘露聚糖酯酶、乙酰基木聚糖酯酶、阿拉伯聚糖酶、阿拉伯呋喃糖苷酶、香豆酸酯酶、阿魏酸酯酶、半乳糖苷酶、葡糖醛酸糖苷酶、葡糖醛酸酯酶、甘露聚糖酶、甘露糖苷酶、木聚糖酶以及木糖苷酶。

在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物或酶组合物包含一种或多种(例如若干种)纤维素分解酶。在另一方面，该酶组合物包括或进一步包括一种或多种(例如，若干种)半纤维素分解酶。在另一方面，该酶组合物包括一种或多种(例如，若干种)纤维素分解酶和一种或多种(例如，若干种)半纤维素分解酶。在另一方面，该酶组合物包括选自纤维素分解酶和半纤维素分解酶的组的一种或多种(例如，若干种)酶。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶。在另一方面，该酶组合物包括纤维二糖水解酶。在另一方面，该酶组合物包括β-葡糖苷酶。在另一方面，该酶组合物包括具有增强纤维素分解活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶以及具有增强纤维素分解活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括纤维二糖水解酶以及具有增强纤维素分解活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括β-葡糖苷酶以及具有增强纤维素分解活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶和纤维二糖水解酶。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶和β-葡糖苷酶。在另一方面，该酶组合物包括纤维二糖水解酶和β-葡糖苷酶。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、以及具有纤维素分解增强活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶、β-葡糖苷酶、以及具有纤维素分解增强活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括纤维二糖水解酶、β-葡糖苷酶、以及具有纤维素分解增强活性的多肽。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、以及β-葡糖苷酶。在另一方面，该酶组合物包括内切葡聚糖酶、纤维二塘水解酶、β-葡糖苷酶、以及具有增强纤维素分解活性的多肽。

在另一方面，该酶组合物包含半乳糖苷酶(例如，α-半乳糖苷酶和/或β-半乳糖苷酶)。在另一方面，该酶组合物包含木聚糖酶。在一个优选方面中，该木聚糖酶是家族10木聚糖酶。在另一方面，该酶组合物包含烟曲霉GH10木聚糖酶，例如披露于WO 2006/078256(通过引用以其整体结合在此)。在另一方面，该酶组合物包含木糖苷酶(例如，β-木糖苷酶)。在另一方面，该酶组合物包含烟曲霉β-木糖苷酶，例如披露于WO 2011/057140(通过引用以其整体结合在此)。

该酶组合物的一种或多种(例如，若干种)组分可以是野生型蛋白、重组蛋白、或野生型蛋白和重组蛋白的组合。例如，一种或多种(例如，若干种)组分可以是细胞的天然蛋白质，将该细胞用作重组地表达该酶组合物的一种或多种(例如，若干种)其他组分的宿主细胞。该酶组合物的一种或多种(例如，若干种)组分可以作为单组分来产生，然后将其合并以形成该酶组合物。酶组合物可以是多组分和单组分蛋白制剂的组合。

在本披露的方法中使用的酶可以处于任何适于使用的形式，例如像发酵液配制品或细胞组合物、具有或不具有细胞碎片的细胞裂解物、半纯化的或纯化的酶制剂、或作为酶的来源的宿主细胞。该酶组合物可为干粉或颗粒，非尘颗粒，液体，稳定化液体或稳定化受保护的酶。可以根据已建立的方法例如通过添加稳定剂(如糖、糖醇或其他多元醇)、和/或乳酸或另一种有机酸，对液体酶制剂进行稳定化。

在实施例中，具有纤维素分解酶活性或半纤维素分解酶活性的多肽适合于根据本披露使用，包括例如具有纤维素分解增强活性的GH61多肽，其可以源自或获得自任何合适的来源(包括细菌、真菌、酵母、植物或哺乳动物来源)。术语“获得的”在此还指已经采用在此所述的方法，在宿主生物体中重组产生的酶，其中重组产生的酶对于宿主生物体而言是天然的或外源的，或具有修饰的氨基酸序列，例如具有一个或多个(例如，若干个)缺失、插入和/或取代的氨基酸，即重组产生的酶是天然氨基酸序列的突变体和/或片段或由本领域已知的核酸改组过程产生的酶。天然酶的含义中涵盖天然变体，而外源酶的含义中涵盖重组获得的变体。

在一些实施例中，这种或这些(例如若干种)纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物包括商业纤维素分解酶制剂。适用于本披露的商业纤维素分解酶制剂的实例包括例如CTec(诺维信公司)、CTec2(诺维信公司)、CTec3(诺维信公司)、CELLUCLAST^TM(诺维信公司)、NOVOZYM^TM188(诺维信公司)、CELLUZYME^TM(诺维信公司)、CEREFLO^TM(诺维信公司)、以及ULTRAFLO^TM(诺维信公司)、ACCELERASE^TM(杰能科国际公司(Genencor Int.))、LAMINEX^TM(杰能科国际公司)、SPEZYME^TMCP(杰能科国际公司)、NL(帝斯曼公司(DSM))；S/L 100(帝斯曼公司)、ROHAMENT^TM7069W(罗姆股份有限公司(GmbH))、LDI(Dyadic国际有限公司(Dyadic International,Inc.))、LBR(Dyadic国际有限公司)、或150L(Dyadic国际有限公司)。将纤维素酶以从约0.005wt％的固体，例如约0.01wt％的固体或约0.1wt％的固体的有效量添加。将纤维素酶以从约0.005wt％至0.1wt％的固体的有效量添加。

可用在本披露的纤维二糖水解酶的实例包括但不限于：棘孢曲霉纤维二糖水解酶II(WO 2011/059740，通过引用结合在此)、烟曲霉纤维二糖水解酶I(WO 2011/057140，通过引用结合在此)、烟曲霉纤维二糖水解酶II(WO 2011/057140，通过引用结合在此)、嗜热毛壳菌纤维二糖水解酶I、嗜热毛壳菌纤维二糖水解酶II、特异腐质霉纤维二糖水解酶I、嗜热毁丝霉纤维二糖水解酶II(WO 2009/042871，通过引用结合在此)、赫卡尼亚梭孢壳霉(Thielavia hyrcanie)纤维二糖水解酶II(WO 2010/141325)、土生梭孢壳霉纤维二糖水解酶II(CEL6A，WO 2006/074435)、里氏木霉纤维二糖水解酶I、里氏木霉纤维二糖水解酶II、以及褐孢长毛盘菌纤维二糖水解酶II(WO 2010/057086)。

可用于本披露的β-葡糖苷酶的实例包括但不限于来自以下的β-葡糖苷酶：棘孢曲霉(Kawaguchi等人,1996,Gene[基因]173:287-288)、烟曲霉(WO 2005/047499，通过引用结合在此)、烟曲霉β-葡糖苷酶变体(WO 2012/044915，通过引用结合在此)、黑曲霉(Dan等人,2000,J.Biol.Chem.[生物化学杂志]275:4973-4980)、米曲霉(WO 2002/095014)、巴西青霉菌IBT 20888(WO 2007/019442和WO 2010/088387，通过引用结合在此)、土生梭孢壳霉(Thielavia terrestris)(WO 2011/035029，通过引用结合在此)、和褐孢长毛盘菌(Trichophaea saccata)(WO 2007/019442，通过引用结合在此)。

β-葡糖苷酶可以是融合蛋白。在一方面，该β-葡糖苷酶是米曲霉β-葡糖苷酶变异体BG融合蛋白(WO 2008/057637)或米曲霉β-葡糖苷酶融合蛋白(WO 2008/057637)。

其他有用的内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、以及β-葡糖苷酶披露于使用根据以下的分类的许多糖基水解酶家族中：Henrissat B.,1991,A classification of glycosylhydrolases based on amino-acid sequence similarities[基于氨基酸序列相似性的糖基水解酶的分类],Biochem.J.[生物化学杂志]280:309-316，以及Henrissat和Bairoch,1996,Updating the sequence-based classification of glycosyl hydrolases[修正糖基水解酶的基于序列的分类],Biochem.J.[生物化学杂志]316:695-696。

在一方面，根据本披露使用的这种或这些(例如，若干种)半纤维素分解酶包括商业半纤维素分解酶制剂。适于在本披露中使用的商业半纤维素分解酶制剂的实例包括例如SHEARZYME^TM(诺维信公司)、HTec(诺维信公司)、HTec2(诺维信公司)、HTec3(诺维信公司)、(诺维信公司)、(诺维信公司)、HC(诺维信公司)、木聚糖酶(杰能科公司(Genencor))、XY(杰能科公司)、XC(杰能科公司)、TX-200A(AB酶公司(AB Enzymes))、HSP 6000木聚糖酶(帝斯曼公司)、DEPOL^TM333P(生物催化剂有限公司(Biocatalysts Limit)，威尔士，英国)、DEPOL^TM740L(生物催化剂有限公司，英国威尔士)以及DEPOL^TM762P(生物催化剂有限公司，英国威尔士)。

有用于本披露的方法的木聚糖酶的实例包括但不限于来自以下的木聚糖酶：棘孢曲霉(GeneSeqP:AAR63790；WO 94/21785)、烟曲霉(WO 2006/078256，通过引用结合在此)、嗜松青霉菌(WO 2011/041405，通过引用结合在此)、青霉菌属种(WO 2010/126772)、土生梭孢壳霉NRRL 8126(WO 2009/079210)以及褐孢长毛盘菌GH10(WO 2011/057083)。

有用于本披露的方法的β-木糖苷酶的实例包括但不限于来自以下的β-木糖苷酶：烟曲霉β-木糖苷酶(WO 2011/057140)、粗糙链孢菌(SwissProt登录号Q7SOW4)、里氏木霉(UniProtKB/TrEMBL登录号Q92458)以及埃默森踝节菌(Talaromyces emersonii)(SwissProt登录号Q8X212)。

在实施例中，将该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物以有效量施用以促进或改进污泥脱水的过程，该过程包括用纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物接触或处理污泥，优选地，在常规污泥调节和脱水操作(例如浓缩和机械脱水步骤)之前进行。适合量的实例包括10g至2000g蛋白/kg总悬浮固体、10g至1000g蛋白/kg总悬浮固体、50g至500g蛋白/kg总悬浮固体、100g至500g蛋白/kg总悬浮固体。

在实施例中，CTec3(诺维信公司)以0.01kg-2kg/干吨污泥固体施用。在实施例中，CTec3(诺维信公司)以0.1kg-1kg/干吨污泥固体施用。在实施例中，CTec3(诺维信公司)以0.5kg/干吨污泥固体施用。在实施例中，CTec3(诺维信公司)以适合量施用，该适合量包括0.002g至0.4g蛋白/kg总悬浮固体、0.002g至0.2g蛋白/kg总悬浮固体、0.01g至0.1g蛋白/kg总悬浮固体、0.02g至0.1g蛋白/kg总悬浮固体。

可以在适合污泥加工条件的条件下施用该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物，例如，温度从20℃至60℃，pH条件从4至10，并且持续1至100小时，16至72小时，或1、2、3、4、5、6、7天的处理时间。

在实施例中，将该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物与蛋白酶以有效促进或改进污泥脱水的过程的量施用，该方法包括用该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶处理污泥，优选地，在常规污泥调节和脱水操作之前进行。与蛋白酶组合的纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的适合量的实例包括0.002g至0.4g蛋白/kg总悬浮固体、0.01g至0.1g蛋白/kg总悬浮固体、0.02g至0.1g蛋白/kg总悬浮固体。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物以1-100g EP/DT给予。在实施例中，纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物以约50g EP/DT(50ppm)给予。

在实施例中，根据本披露使用的合适的纤维素酶和纤维素酶/半纤维素酶混合物描述于WO 2013/028928。根据本披露使用的合适的酶组合物包括烟曲霉(Aspergillusfumigatus)纤维二糖水解酶I、烟曲霉纤维二糖水解酶II、烟曲霉β-葡糖苷酶或其变体，具有纤维素分解增强活性的青霉属(Penicillium sp.)(埃默森(emersonii))物种GH61多肽、烟曲霉木聚糖酶或烟曲霉β-木糖苷酶或其同系物。

根据本披露的合适蛋白酶包括能够在蛋白质中切割酰胺键的酶，或(互换地)肽酶(参见Walsh,1979,Enzymatic Reaction Mechanisms[酶促反应机制].W.H.Freeman和Company,旧金山，第3章)。

丝氨酸蛋白酶适合根据本披露使用。丝氨酸蛋白酶是催化肽键水解并且在活性位点处存在一个必需丝氨酸残基的酶(White,Handler和Smith,1973“Principles ofBiochemistry[生物化学原理],”第五版,McGraw-Hill Book Company[麦格劳-希尔图书公司],纽约，第271-272页)。

细菌丝氨酸蛋白酶的分子量范围是20,000至45,000道尔顿。它们受到二异丙基氟磷酸的抑制。它们水解简单末端酯并且在活性上与同样是丝氨酸蛋白酶的真核糜蛋白酶相似。更狭义的术语，碱性蛋白酶，包括一个亚组，反映了一些丝氨酸蛋白酶从pH 9.0-11.0的高最适pH(综述参见Priest 1977 Bacteriological Rev.[细菌学评论]41:711-753)。

在实施例中，枯草杆菌酶适合根据本披露使用。枯草杆菌酶是指根据Siezen等人,1991,Protein Engng.[蛋白质工程学]4:719-737和Siezen等人,1997,Protein Science[蛋白质科学]6:501-523提出的丝氨酸蛋白酶亚组。它们是通过对先前称为枯草杆菌蛋白酶样蛋白酶的丝氨酸蛋白酶的170多个氨基酸序列进行同源性分析而定义的。枯草杆菌蛋白酶先前通常被定义为由革兰氏阳性细菌或真菌产生的丝氨酸蛋白酶，而现在根据Siezen等人则为枯草杆菌酶的一个亚组。已鉴定多种多样的枯草杆菌酶，并且已确定很多枯草杆菌酶的氨基酸序列。对于此类枯草杆菌酶及其氨基酸序列的更详细描述，参见Siezen等人(1997)。

根据本披露使用的枯草杆菌酶的一个亚组包括：I-S1或“真”枯草杆菌蛋白酶，包括“标准的”枯草杆菌蛋白酶，如枯草杆菌蛋白酶168(BSS168)、枯草杆菌蛋白酶BPN’、嘉士伯枯草杆菌蛋白酶(subtilisin Carlsberg)(诺维信公司)、以及枯草杆菌蛋白酶DY(BSSDY)。

根据本披露使用的枯草蛋白酶的另一个亚组包括如Siezen等人(同上)所识别的枯草杆菌酶、I-S2或高碱性枯草杆菌蛋白酶。亚组I-S2蛋白酶被描述为高碱性枯草杆菌蛋白酶，并且包括多种酶，如枯草杆菌蛋白酶PB92(BAALKP)(吉斯特-布劳卡德斯公司(Gist-Brocades NV))、枯草杆菌蛋白酶309(诺维信公司)、枯草杆菌蛋白酶147(BLS147)(诺维信公司)、以及碱性弹性蛋白酶YaB(BSEYAB)。

在实施例中，SAVINASE品牌的蛋白酶适合根据本披露使用。由诺维信公司在市场上销售。它是来自迟缓芽孢杆菌(B.Lentus)的枯草杆菌蛋白酶309。具有SEQ ID NO:1中所示的氨基酸序列。

在实施例中，该蛋白酶是商业蛋白酶组合物SAVINASE品牌的蛋白酶(购自诺维信北美公司(Novozymes North America,Inc.)或诺维信公司)。在实施例中，合适的蛋白酶描述于WO 99/27082和WO 2003/006602中，两者都通过引用以其整体结合。在实施例中，该酶组合物包括与如SEQ ID NO:1中所示的蛋白酶具有至少50％序列同一性、至少60％序列同一性、至少70％序列同一性、至少75％序列同一性、至少80％序列同一性、至少85％序列同一性、至少90％序列同一性、至少95％序列同一性、至少96％序列同一性、至少97％序列同一性、至少98％序列同一性、或至少99％序列同一性的蛋白酶。出于本披露的目的，使用如在EMBOSS包(EMBOSS：欧洲分子生物学开放软件套件(The European Molecular BiologyOpen Software Suite)，Rice等人,2000,Trends Genet.[遗传学趋势]16:276-277)(优选5.0.0版或更新版本)的尼德尔(Needle)程序中所实施的尼德尔曼-翁施算法(Needleman和Wunsch,1970,J.Mol.Biol.[分子生物学杂志]48:443-453)来确定两个氨基酸序列之间的序列同一性。所使用的参数是空位开放罚分10、空位延伸罚分0.5，以及EBLOSUM62(BLOSUM62的EMBOSS版本)取代矩阵。将标记为“最长同一性”的尼德尔输出(使用-非简化(-nobrief)选项获得)用作百分比同一性并且如下计算：

(相同的残基X 100)/(比对长度-在比对中的空位总数)

在实施例中，该蛋白酶例如SAVINASE品牌的蛋白酶以有效促进或改进污泥脱水的过程的量施用，包括用纤维素酶和蛋白酶处理污泥，优选地，在常规污泥调节和脱水操作(包括但不仅限于浓缩和机械脱水)之前进行。适合量的实例包括0.004g至0.09g蛋白/kg总悬浮固体、0.002g至0.02g蛋白/kg总悬浮固体、0.004g至0.02g蛋白/kg总悬浮固体。在实施例中，SAVINASE品牌的蛋白酶以0.4-90g EP/DT给予。在实施例中，SAVINASE品牌的蛋白酶以20g EP/DT(20ppm)给予。

可以在适合污泥加工条件的条件下施用该蛋白酶例如SAVINASE蛋白酶，例如，温度从20℃至60℃，pH条件从4至10，并且持续1至100小时，16至72小时，或1、2、3、4、5、6、7天的处理时间。

根据本披露的纤维素酶/蛋白酶处理还可以设计添加一种或多种另外的酶。

根据本披露的纤维素酶/蛋白酶处理还可以对脱水过程产生出人意料的协同酶作用。根据本披露，与当单独施用纤维素酶和蛋白酶时对脱水过程的影响之和相比，纤维素酶/蛋白酶处理的施用将导致脱水过程的显著更好的增强。

在实施例中，根据本披露的处理还可以施用在污泥调节步骤，其中聚合物是当前正在使用的。酶产品是消耗品，除了废水处理厂适当地分散它的能力外，将不需要任何硬件与它一起。在实施例中可以施用缓冲罐，使得可以在根据本披露的条件下施用酶。在实施例中，根据本披露的处理将完全替代废水处理中使用的聚合物。在实施例中，根据本披露的处理将减少废水处理中的使用的聚合物。在实施例中，酶的使用将是系统/构型不可知论的。只要具体工厂在脱水之前调节污泥，就可以使用根据本披露提出的纤维素酶/蛋白酶组合物。

参考图1，示出本披露的实施例的非限制性的示意图。此处，示出了废水处理(10)，其中原始废水(20)进入处理，并且形成加工流(22)。在一个非限制性的实例中，在再循环、退出抑或向下推进加工流之前，加工流22流经沉砂池(24)、沉淀池(26)、生物处理(28)和沉淀池(30)。初沉污泥(32)和二沉污泥(34)示出朝向浓缩(36)推进。污泥被示出在机械脱水(42)、接触絮凝剂(44)和污泥输出(46)之前，进入消化(38)和进入缓冲罐(39)进行温育形成三沉污泥或经消化的污泥(40)。图1示出了本披露的酶(48)(例如纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶)，在浓缩(36)和机械脱水(42)之前接触加工流。图1是非限制性的，其中根据本披露的酶(48)可以在消化后和/或在脱水之前或期间接触加工流。

在实施例中，并且如图1所示，根据本披露的酶处理(包括有效量的纤维素酶或有效量的纤维素酶/半纤维素酶混合物和有效量的蛋白酶)优选在污泥调节(即在凝结和/或絮凝之前)和机械脱水之前添加。

实例

实例1

材料

来自城市废水厂的经消化的污泥。

CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物(购自诺维信公司)。

SAVINASE品牌的蛋白酶(购自诺维信公司)。

加热柜(30℃)

预处理方法

1.测量30mL污泥放入50mL管中

2.向污泥样品中添加足够量的液体CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物和SAVINASE品牌的蛋白酶

3.密封反应管并放入30℃的加热柜中

4.在24小时反应时间后从该加热柜中取出

5.该污泥样品现在是一种经过预处理的污泥组合物，并且可以在脱水试验中使用

实验室规模脱水材料与方法

材料

·马铃薯捣碎(ricer)或压制(press)

·絮凝剂-阳离子聚丙烯酰胺高分子量聚合物

·用于混合污泥和絮凝剂的烧杯

·滤布

·用于干固体分析的坩埚

方法

1.通过将聚合物(固体或乳液形式)混合到所需量的去离子水中以制备0.25％活性溶液来制备聚合物溶液。在需要之前制备30min。

2.一旦聚合物准备就绪，将污泥样品倒入烧杯中。

3.使用移液管，添加已知体积的聚合物溶液。立即使用平稳但不剧烈的动作进行搅拌。一次最多添加0.5mL。

4.继续向污泥中添加聚合物溶液，直到大部分污泥固体处于絮凝物中，并且游离水澄清。记录添加的聚合物溶液的体积并记录絮凝物的质量。

5.一旦污泥絮凝，它可以被压制。将滤布放入压机中并将污泥倒入其中。

注意不要在布周围损失任何污泥，并在压机下放置烧杯以捕获滤液。

6.一旦污泥在滤布中，请小心包裹，以免施加压力后污泥漏出。确保所有的滤液都被捕获。

7.尽可能压制污泥，然后用快带(quick-tie)将提手系在一起。这将成为对以下样品的参考压力。

8.在120-180秒后，通过去除快带(quick-tie)来释放压力并拆开污泥饼。

9.小心地从布上剥下污泥饼并放入预先称重的坩埚中。称重坩埚+饼，然后在105℃下干燥至少12小时。

10.干燥后取出坩埚并称重坩埚+干燥的饼。然后可以计算饼的干固体含量。

11.取滤液并进行COD和浊度分析，记录所用的体积。使用剩余的在105℃下进行干固体分析。

结果

每个样品一式三份处理。试验结果见表1：

表1：试验结果(下面括号内标准差的平均结果)

表1

结果表明，与仅污泥样品进行比较，当单独施用时，蛋白酶(例如来自诺维信公司的品牌的蛋白酶)和纤维素酶(例如CTec3品牌的纤维素酶)和半纤维素酶复合物(来自诺维信公司)导致聚合物需求分别减少5％和2％。当将相同剂量的酶一起施用时，实现了聚合物需求减少18％。

与单独施用酶相比，蛋白酶和纤维素酶的组合也导致滤液质量的改进。与仅污泥对照样品相比，将蛋白酶和纤维素酶一起施用不会导致饼的干燥度降低或滤液质量下降。

实例1结论

·单独使用蛋白酶和纤维素酶不能显著降低使用压制法来达到良好水平的固体絮凝和脱水性能所需的聚合物消耗。

·将蛋白酶和纤维素酶一起施用导致聚合物需求的显著降低，同时保持脱水过程中达到的滤液的质量和饼的干燥度

实例2

材料

来自城市废水厂的经消化的污泥。

CTec3品牌的纤维素酶和半纤维素酶复合物(购自诺维信公司)。

SAVINASE品牌的蛋白酶(购自诺维信公司)。

加热柜(30℃)

方法

1.测量30mL污泥放入50mL管中

2.将所需量的液体酶产品添加到污泥样品中

3.密封反应管并放入30℃的加热柜中

4.在所需反应时间(24、48和72小时)后从该加热柜中取出

5.该污泥样品现在可以在脱水试验中使用

表2：进行的试验中使用的实验设置

实验室规模脱水材料与方法

材料

·马铃薯捣碎(ricer)或压制(press)

·絮凝剂-Flopam FO-4490(SNF)(用0.3％的去离子水溶液制备)

·用于混合污泥和絮凝剂的烧杯

·滤布

·用于干固体分析的坩埚

·Hach Lange COD试剂盒(0-1500mg/L)

方法

施用与上述实例1中所述相同的方法步骤。

结果

试验的结果集中在脱水的三个关键参数：

1.所需的聚合物剂量

2.产生的饼的干固体

3.在脱水过程中产生的滤液中的COD

当考虑所需的聚合物剂量时，结果呈现在图2中。样品在24、48和72小时后取出。

在24小时后，当酶1+2用于预处理污泥时，达到脱水所需的聚合物剂量减少24％(相当于2.85kg-聚合物/t-DS)。在48和72小时后，当两种酶一起用于预处理污泥时，达到所需聚合物剂量减少13％(相当于1.43kg-聚合物/t-DS)。

在24小时后，与单独添加酶时相比，一起添加Savinase和CTec3酶导致聚合物需求的显著减少。这表明这两种酶在经厌氧消化的污泥中一起使用时对降低聚合物需求具有协同效应。

在每种情况下，聚合物减少达到>10％。

在脱水试验中产生的饼的干固体(DS)示于图3中样品在24、48和72小时后取出。

温育24小时后，酶1的施用导致DS平均增加2％点。单独施用酶2或两种酶一起施用导致与对照样品相同的DS。对于仅污泥样品，其中聚合物在酶预处理样品中所需的最低水平下给予，饼的DS显著低于对照或酶处理的样品。这表明酶预处理不仅允许降低脱水所需的聚合物剂量，而且与目前的情况(对照样品)相比，具有保持或改进产生的饼的DS的潜力。

在温育48小时后，与对照样品相比，酶预处理对饼的DS没有积极的影响。虽然与两种酶产物一起温育的样品能够维持与对照相同的DS，但单个酶温育的样品在饼DS方面显示出轻微的平均下降。所有的酶预处理样品均比仅污泥样品好。

在温育72小时后，用两种酶温育的样品的平均DS含量比对照样品高2％。当只有一种酶施用于污泥样品时，对饼DS没有显著影响。所有的酶预处理样品均比仅污泥样品好。

饼DS结果表明，酶预处理对所达到的饼DS具有积极影响。24小时后，酶1产品能够提供DS的增加。

在所有情况下，酶预处理似乎能够平衡仅在污泥样品中提供的较低聚合物剂量，允许脱水过程达到相同或改进的饼DS，并具有显著较低的聚合物剂量。结果表明，在现场较长的保留时间可能会对脱水过程产生的饼中的DS增加产生积极的益处。

在试验期间通过测量滤液中的COD来监测滤液的质量。使用总COD，并捕获滤液中可溶性和不可溶性组分的贡献。该分析的结果显示在图4中。样品在24、48和72小时后取出。

在所有情况下，保留时间越长，滤液中的COD越高。这可能是由于污泥通过污泥中的自然过程或通过酶活性的辅助来溶解污泥。在24小时后，酶对滤液中COD的影响最小。然而，在48小时和72小时后，酶活性有明显的影响，这可以从滤液中COD浓度显著增加中看出。这表明在24小时后，酶仅对污泥的“可溶性”生物胶体组分有活性。这通过24小时后显著的聚合物剂量减少得到证实。然而，随着保留时间的增加，酶对污泥中的散装固体含量具有更显著的影响。这种酶活性将更多的生物胶体类材料释放到污泥中，从而增加滤液的COD，但允许更好地机械脱水污泥(能够更好地压缩固体)。这些结果支持上面给出的聚合物剂量减少和饼DS增加的结果。

仅污泥样品的滤液中的COD(其中在未用酶预处理的污泥上使用较低剂量的聚合物)总是显著高于对照样品或酶预处理的样品。这是由于这些样品中固体捕获较差，并且由于滤液中固体所引起的COD增加。

总之，每种保留时间的最佳性能样品列于表3中：

表3：测试的每个保留/温育时间的最佳案例场景总结

实例2的结论

总体而言，无论对于聚合物减少还是饼固体增加，酶在污泥经消化的污泥样品中的施用显示出积极的结果。该试验对经消化的污泥的关键发现包括：

·Savinase和CTec3的组合导致脱水过程中所需的聚合物减少水平显著高于对照样品或当酶被分别添加时。这表明当酶一起添加时有协同作用。

·酶对聚合物减少的影响随着时间的推移而降低，这可能是由于酶对污泥固体的活性，释放更多的“可溶性”生物胶体。这反映在滤液COD结果中。

·通常，结果表明较短的酶温育时间更适合聚合物减少，而较长的保留时间可以提供显著的饼DS益处。当考虑施用酶产品时，这一结果非常合适，并且它们对污泥中的散装固体含量的活性在COD结果中得到确认。

应理解的是，可以对本文披露的实施例进行各种修改。因此，不应将上述描述理解为限制，他们仅作为对实施例的示例说明。本领域那些技术人员将会预见到本文所附权利要求范围和宗旨内的其他修改。此外，除非并且除了当明确描述了各个步骤的顺序，否则不应将术语解释为暗示本文披露的各个步骤之间或其中的任何具体顺序。

序列表

<110> 诺维信公司（Novozymes A/S）

Zhang, Mingjia

Gurieff, Nicholas Bagger

<120> 用于用酶处理增强污泥的脱水性能的方法

<130> 14039-WO-PCT[2]

<150> PCT/CN2015/098479

<151> 2015-12-23

<160> 1

<170> PatentIn版本3.5

<210> 1

<211> 269

<212> PRT

<213> 迟缓芽孢杆菌（Bacillus lentus）

<400> 1

Ala Gln Ser Val Pro Trp Gly Ile Ser Arg Val Gln Ala Pro Ala Ala

1 5 10 15

His Asn Arg Gly Leu Thr Gly Ser Gly Val Lys Val Ala Val Leu Asp

20 25 30

Thr Gly Ile Ser Thr His Pro Asp Leu Asn Ile Arg Gly Gly Ala Ser

35 40 45

Phe Val Pro Gly Glu Pro Ser Thr Gln Asp Gly Asn Gly His Gly Thr

50 55 60

His Val Ala Gly Thr Ile Ala Ala Leu Asn Asn Ser Ile Gly Val Leu

65 70 75 80

Gly Val Ala Pro Ser Ala Glu Leu Tyr Ala Val Lys Val Leu Gly Ala

85 90 95

Ser Gly Ser Gly Ser Val Ser Ser Ile Ala Gln Gly Leu Glu Trp Ala

100 105 110

Gly Asn Asn Gly Met His Val Ala Asn Leu Ser Leu Gly Ser Pro Ser

115 120 125

Pro Ser Ala Thr Leu Glu Gln Ala Val Asn Ser Ala Thr Ser Arg Gly

130 135 140

Val Leu Val Val Ala Ala Ser Gly Asn Ser Gly Ala Gly Ser Ile Ser

145 150 155 160

Tyr Pro Ala Arg Tyr Ala Asn Ala Met Ala Val Gly Ala Thr Asp Gln

165 170 175

Asn Asn Asn Arg Ala Ser Phe Ser Gln Tyr Gly Ala Gly Leu Asp Ile

180 185 190

Val Ala Pro Gly Val Asn Val Gln Ser Thr Tyr Pro Gly Ser Thr Tyr

195 200 205

Ala Ser Leu Asn Gly Thr Ser Met Ala Thr Pro His Val Ala Gly Ala

210 215 220

Ala Ala Leu Val Lys Gln Lys Asn Pro Ser Trp Ser Asn Val Gln Ile

225 230 235 240

Arg Asn His Leu Lys Asn Thr Ala Thr Ser Leu Gly Ser Thr Asn Leu

245 250 255

Tyr Gly Ser Gly Leu Val Asn Ala Glu Ala Ala Thr Arg

260 265

Claims

1.一种用于增强污泥的脱水性能的方法，该方法包括向该污泥中添加纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶。

2.如权利要求1所述的方法，其中该蛋白酶与SEQ ID NO:1具有至少90％序列同一性。

3.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在10g和2000g之间/干吨总悬浮固体，并且该蛋白酶的剂量在10g和2000g之间/干吨总悬浮固体。

4.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体，并且该蛋白酶的剂量在10g和1000g之间/干吨总悬浮固体。

5.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在50g和500g之间/干吨总悬浮固体，并且该蛋白酶的剂量在50g和500g之间/干吨总悬浮固体。

6.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体。

7.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体，并且该蛋白酶的剂量在100g和500g之间/干吨总悬浮固体。

8.如权利要求1所述的方法，其中允许该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶与该污泥在20℃-60℃的温度下一起温育1分钟至96小时。

9.如权利要求8所述的方法，其中允许该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶与该污泥一起温育16-72小时。

10.如权利要求1所述的方法，其中允许该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶与该污泥一起温育1至3天。

11.如权利要求1所述的方法，其中该污泥是在常规城市和工业废水处理操作期间产生的。

12.如权利要求11所述的方法，其中该污泥选自下组，该组由以下组成：经厌氧消化的污泥和经好氧消化的污泥。

13.如权利要求1所述的方法，其中与一种或多种内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶和β-葡糖苷酶组合，添加该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶。

14.如权利要求1所述的方法，其中与一种或多种GH10木聚糖酶组合，添加该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶。

15.如权利要求1所述的方法，其中与一种或多种β-木糖苷酶组合，添加该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物和蛋白酶。

16.如权利要求1所述的方法，其中该纤维素酶或纤维素酶/半纤维素酶混合物包含烟曲霉纤维二糖水解酶I和烟曲霉纤维二糖水解酶II。

17.如权利要求16所述的方法，其中该混合物进一步包含GH10木聚糖酶、β-木糖苷酶、β-葡糖苷酶变体和/或青霉属物种GH61多肽。

18.一种处理污泥的方法，该方法包括：

(a)用纤维素酶/半纤维素酶混合物和与SEQ ID NO:1具有至少90％序列同一性的蛋白酶接触污泥；和

(b)从该污泥中去除水。