CN111392875A - 一种用于净化河湖污泥的微生物复合酶及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于净化河湖污泥的生物复合酶，其形成样品为颗粒状或粉体状，颗粒生物酶是一种结合多种酶类、非离子型表面活化剂、蛋白质和无机营养物的生物激活剂，颗粒生物酶能激活水体和底泥微生物活性，强化微生物对有机污染物的分解，最终消减和氧化底泥，实现河道、湖泊底泥的原位修复。

Description

一种用于净化河湖污泥的微生物复合酶及其应用
技术领域
本发明涉及一种治理水体中过多有机物杂质的生物制剂，具体是一种能够降低污染负荷，分解有机物、油类或脂肪物质，削减污泥腐殖质堆积的底泥，增强水体自净能力的多种复合生物酶。
背景技术
随着水体中外来污染源的不断汇入，河流中的氮磷含量和有机物含量不断增多，加之已死的生物体在土壤中经微生物分解而形成的有机物质。虽然底泥中含有植物生长发育所需要的一些元素，能改善土壤，增加肥力，但是过多的常年积累长生乐大量的氮，硫磺，钾和磷等污染元素，动植物残体在微生物作用下形成简单化合物的同时又重新合成复杂的高分子化合物。水体呈现缺氧状态，水中生物缺氧死亡现象增多，使得有机质越来越多，呈现恶性循环。
针对大多数河道底泥的淤积状态需要进行改进修复，找到可以全方面解决底泥淤积，释放污染物的方法。微生物复合酶起着催化作生物体系中特定反应的、由微生物活细胞产生的蛋白质。作为催化剂的微生物酶，可以在活细胞内进行催化作用，也可以透过细胞作用细胞外的物质，综合的治理结果使得水体有机质减少，恢复水体自净能力。
发明内容
本发明提供一种治理河道底泥/有机物污染的净水、底泥修复生物酶材料。
本发明要解决的技术问题是：为了克服河道中有机物过多和底泥沉积恶化的污染问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：针对性的治理底泥和水中的复杂有机质与污染物，采用多种生物酶的结合进行水体整治。
一种用于净化河道底泥的微生物复合酶，由组分A与组分B混合而成，两种组分配比为2:1，其中A组分为植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、几丁质酶中的至少五种，其中B组分为主要为助剂。
进一步地，所述的两种组分A、B质量配比为(1-4):1，优选两种组分质量配比为1:1。
进一步地，一种实施方式中，其中A组分中各成分按照份量比来配制依次是5:3:2:6:4:3:2的植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和几丁质酶。
进一步地，另一种实施方式中，其中A组分中各成分按照份量比来配制依次是5:3:3:5:4:2的植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和果胶酶。
进一步地，所述的B组分包括羧甲基纤维素钠、碳酸钙、非离子表面活性剂。
进一步地，所述的B组分羧甲基纤维素钠、碳酸钙、非离子表面活性剂的重量比为(3-6)：(1-3)：1。
本发明还涉及一种微生物复合酶的应用，具体是将微生物复合酶用于黑臭水体的污泥净化处理，使用时将微生物复合酶组分A和组分B混合后投加到水体中。
本发明团队长期进行河湖污水的治理和实验研究，选取这些生物复合酶并非是常规性的选择，而是经过长期的实验验证和实际工程中的精华成果，针对性地选取上述生物酶，不同的生物酶自身有独特的性能，复合在一起还能够取得协同效果，A组分中的植酸酶具有特殊的空间结构，能够依次分离植酸分子中的磷，将植酸(盐)降解为肌醇和无机磷，同时释放出与植酸(盐)结合的其它营养物质。
纤维素酶纤维素酶，是由多种水解酶组成的一个复杂酶系，自然界中很多真菌都能分泌纤维素酶。纤维素酶包括三类：C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶。C1酶是对纤维素最初起作用的酶，破坏纤维素链的结晶结构。Cx酶是作用于经C1酶活化的纤维素、分解β-1，4-糖苷键的纤维素酶。β葡糖苷酶可以将纤维二糖、纤维三糖及其他低分子纤维糊精分解为葡萄糖。纤维素酶是酶的一种，在分解纤维素时起生物催化作用。是可以将纤维素分解成寡糖或单糖的蛋白质。
脂肪酶即三酰基甘油酰基水解酶，它催化天然底物油脂水解，生成脂肪酸、甘油和甘油单酯或二酯。脂肪酶基本组成单位仅为氨基酸，通常只有一条多肽链。它的催化活性仅仅决定于它的蛋白质结构。
蛋白酶它们能够有效分解蛋白质。分解方法是打断那些将氨基酸连结成多肽链的肽键。抑制蛋白酶活性的小分子化合物被称蛋白酶抑制剂。许多病毒蛋白酶的抑制剂是很有效的抗病毒药。
淀粉酶是按种类可分为多种淀粉酶，可在中性pH条件下将淀粉水解为糊精、寡糖、麦芽糖和葡萄糖等，从而使黏稠的淀粉糊很快失去黏性而液化，碘的呈色反应很快消失，故又称为淀粉液化酶。β-淀粉酶是一种外切型糖化酶，作用于淀粉时，能从α-1，4糖苷键的非还原性末端顺次切下一个麦芽糖单位，生成麦芽糖及大分子的β-界限糊精。
果胶酶包括两类，一类能催化果胶解聚，另一类能催化果胶分子中的酯水解。其中催化果胶物质解聚的酶分为作用于果胶的酶(聚甲基半乳糖、醛酸酶、醛酸裂解酶或者果胶裂解酶)和作用于果胶酸的酶(聚半乳糖醛酸酶、聚半乳糖醛酸裂解酶或者果胶酸裂解酶)，黑臭污水中有不少果胶物质，利用果胶酶能够把果胶类物质降解为简单有机物进一步处理。
几丁质酶是催化几丁质水解生成N-乙酰葡糖胺反应的酶。几丁质酶的抗真菌作用,这类几丁质酶可以对抗侵入植物体的真菌病原体，能够避免水体内对水体植物有害真菌病原的繁殖，为水体的健康循环提供一定的生物保障。
B组分中的非离子表面活性剂，由于它具有分散、乳化、泡沫、润湿、增溶多种性能，因此在很多领域中都有重要用途。具体是采用脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)，更优选使用C12-C18的脂肪醇合成的聚乙烯醚，也可优选采用EO为10的脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-10)。该种表面活性剂溶于水，具有良好的润湿、乳化、去污、脱脂和耐硬水性能。可用于洗涤剂工业、纺织工业作洗涤剂、润湿剂、纺织油剂成分及农药乳化剂等。正是这一点决定了非离子表面活性剂在某些方面比离子表面活性剂更优越；因为在溶液中不是离子状态，所以稳定性高，不易受强电解质无机盐类存在的影响，也不易受pH值的影响，与其他类型表面活性剂相容性好。
羧甲基纤维素钠和碳酸钙是常用的酶载体，避免生物酶过于分散，促进酶的生化反应。
本发明的有益效果是：通过几种不同生物酶与表面活性的相互融合，相互刺激生物酶的活性，从而消解底泥中沉积杂质与腐殖质等有害杂质，有效阻止底泥继续向水体释放有害的元素。采用复合酶制剂有利于有机物、油类或脂肪物质的渗透和乳化，促进微生物吸收代谢，从根源上消除有机物、油脂等。同时还能够将水中有机物催化分解，促生激活水体内的土著微生物，促进微生物吸收代谢，快速改善水质，配合其他产品一起使用，效果更佳。高效氧化底泥，重塑良好底泥状态，恢复底泥中丰富的生物相，可与机械清淤相结合，实现生态清淤，消除硫化氢、土嗅素和氨引起的异味。
具体实施方式
为了更好地了解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容来体现本发明的功能。但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1：
某城市市郊河道流段，橡皮坝拦截上游区域，河内淤泥堆积，一到夏季就处于黑臭状态，严重影响附近居民的生活。
采用本发明的微生物复合酶对该区域污泥进行治理，具体配方为按照重量份:A组分按照植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和几丁质酶比例为5:3:2:6:4:3:2进行配比；B组分按照其中所述的辅料包括羧甲基纤维素钠、硫酸铵和氯化铵，三者重量比例为4:2:1比例配比；A组分与B组分重量比为4:1。
具体使用方法：两种组份按照配比混合后再用纯净水按照1:250比例稀释，即可成为混合制剂。使用方法为:将混合后的生物制剂使用喷洒机器均匀喷洒在水体中，通常投加比例为2ml/m3，使微生物制剂充分与水体反应，激发底泥微生物活性，与生物酶相互融合，相互作用反应，为两周左右水体明显改善，黑臭水体变得清澈，臭味大幅度消除。
经检测，水域处理前后有机污染物含量比较，见下表：
检测项目 国家标准 处理前 处理后 去除率
COD≦ 40 50.78 20.89 60％
氨氮≦ 2.0 3.755 0.744 81％
总磷(以p记)≦ 0.4 0.817 0.358 56％
总氮≦ 2.0 8.844 4.780 50％
硫化物≦ 1.0 0.977 0.610 37％
上述数据参考地表水环境质量标准(GB3838-2002)。
实施例2：
某黑臭沟渠距离居民区流段约1200m2水域，因水流量较小，常年没人清理清理，目前一到春、夏季就处于黑臭状态，严重影响周边环境。
采用本发明的生物净水剂对该区域水体进行治理，具体配方为按照重量份:A组分按照植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶比例为5:3:3:5:4:2进行配比；B组分按照其中所述的辅料包括羧甲基纤维素钠、硫酸铵和氯化铵，三者重量比例为3:2:1比例配比；A组分与B组分重量比为5:1。
具体使用方法：两种组份按照配比混合后再用纯净水按照1:30比例稀释，即可成为混合制剂。使用方法为:将混合后的生物制剂使用喷洒机器均匀喷洒在水体中，通常投加比例为2.5ml/m3，使微生物制剂充分与水体反应，激发底泥微生物活性，与生物酶相互融合，相互作用反应，两周之后，污泥水体明显改善，黑臭水体变得清澈，臭味大幅度消除
经检测，该水域处理前后有机污染物含量比较，见下表：
检测项目 国家标准 处理前 处理后 去除率
COD≦ 40 53.96 17.77 67％
氨氮≦ 2.0 3.985 0.444 89％
总磷(以p记)≦ 0.4 1.100 0.338 70％
总氮≦ 2.0 9.621 4.788 50％
硫化物≦ 1.0 0.874 0.520 41％
上述数据参考地表水环境质量标准(GB3838-2002)。
最后需要指出的是，以上所述的实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于净化河湖的微生物复合酶，其特征在于由组分A与组分B混合而成，两种组分配比为2:1，其中A组分为植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶、几丁质酶中的至少五种，其中B组分为主要为助剂。
2.根据权利要求1所述的微生物复合酶，其特征在于：两种组分A、B的质量配比为(1-4):1。
3.根据权利要求1所述的微生物复合酶，其特征在于：两种组分质量配比为1:1。
4.根据权利要求1所述的微生物复合酶，其特征在于：其中A组分中各成分按照份量比来配制依次是5:3:2:6:4:3:2的植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和几丁质酶。
5.根据权利要求1所述的微生物复合酶，其特征在于：其中A组分中各成分按照份量比来配制依次是5:3:3:5:4:2的植酸酶、纤维素酶、脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶和果胶酶。
6.根据权利要求1微生物复合酶，其特征在于：所述B组分包括非离子表面活性剂、羧甲基纤维素钠和碳酸钙。
7.根据权利要求6微生物复合酶，其特征在于：羧甲基纤维素钠、碳酸钙、非离子表面活性剂的重量比为(3-6)：(1-3)：1，非离子表面活性剂具体是采用脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的微生物复合酶的应用，具体是将微生物复合酶用于黑臭水体的污泥净化处理，使用时将微生物复合酶组分A和组分B混合后直接投加或与水混合后投加到水体中。
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