CN112320970B - 一种原水管道中淡水壳菜的去除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，在粘附有淡水壳菜的原水管道中加入酶制剂，水中酶制剂的投加浓度为1‑4mg/L，连续投加7‑14天，可以高效酶解淡水壳菜分泌的具有粘附特性的足丝蛋白，有效剥离管道中因足丝蛋白与管壁发生粘附作用而附着的淡水壳菜。本发明采用酶制剂酶解淡水壳菜的足丝蛋白破坏其附着条件，从而达到去除管道中已粘附的淡水壳菜并抑制其生长的目的，解决了现有管道中去除淡水壳菜方法的操作复杂、可行性差、产生消毒副产物风险等问题，为原水管道中淡水壳菜的去除提供一种操作安全、方便、高效、极具可行的方法。
Description
技术领域
本发明属于饮用水安全保障技术领域，涉及一种原水管道中淡水壳菜的去除方法。
背景技术
淡水壳菜隶属于软体动物门、双壳纲异柱目贻贝科，学名沼蛤，壳质坚硬，足丝细软发达，繁殖能力和生命力极强，营附着生活，形成非常稠密层层堆叠的群体，紧紧固着在硬物表面。淡水壳菜一旦入侵原水供水系统，在适宜的条件下在输水管线中大量生长、繁殖、附着，密度高达10000-100000个/m2，对附着表面产生污损、腐蚀，增大水流阻力、减小过流面积，造成管道输水能力降低；随着水流进入水厂，粘附在泵站管路、各种接缝、阀门及净水设施构筑物上，很难一次性清理去除，会造成机泵停转、水厂格栅堵塞等问题，影响输水管线正常运行及水厂正常生产，严重时会引起供水安全事故。另外，淡水壳菜呼吸会消耗水中的溶解氧，代谢过程中排泄氨氮等营养盐，附着在壁面的死亡个体腐烂后会产生恶臭，对水质也会造成严重影响。
现有管道中去除淡水壳菜的方法主要有化学方法和物理方法。化学方法主要采用投加化学药剂如高锰酸钾、次氯酸钠、氯气等。专利CN 102205999 B介绍了在原水管道中通过投加高锰酸钾，连续投加5-12天，高锰酸钾的投加浓度为1.2-1.8mg/L，管道中淡水壳菜的死亡率为70％以上；专利CN 103523899A利用次氯酸钠与水力冲刷联合作用去除管道中的淡水壳菜，次氯酸钠连续投加5-11h，投加量为4-5mg/L，水流流速为0.8-3.5m/s，管道中淡水壳菜的去除率为50％左右。专利CN 104222050 B公开了一种在原水管道中投加氯气来防治淡水壳菜的方法，氯气投加浓度为1-2mg/L，余氯控制在0.5mg/L之内，持续加氯1周，淡水壳菜会大批量死亡。这几种化学法处理淡水壳菜时间短，见效快，但有些药剂在处理过程中会产生消毒副产物，对水质安全存在隐患。
物理方法包括涂料法、人工机械清除法等。专利CN109266089A公开了一种防治淡水壳菜附着的复合涂料，该涂料由基础漆料和载有辣椒油的多孔陶瓷微球混合而成，利用辣椒油的刺激性来抑制淡水壳菜的附着。但是这种涂料的持久性和对供水系统的水质安全性很不确定。专利CN 209379592 U公开了一种管道内清理淡水壳菜的装置，通过在中空圆柱体构件上安装的若干个钩丝，勾住壳菜的足丝达到刮掉管道内淡水壳菜的目的。但该装置不适用长距离大型输水管道中淡水壳菜的去除，有一定的局限性。
淡水壳菜通过足丝盘粘附在基底上，而足丝盘的粘性与其分泌的足丝蛋白有关。研究表明足丝盘中通常含有十多种蛋白，包括足丝蛋白和胶原质(PreCOL-D，PreCOL-D)，已知的足丝蛋白有：Mfp-1、Mfp-2、Mfp-3、Mfp-4、Mfp-5和Mfp-6，其中Mfp-3和Mfp-5起主要的粘附作用(Lee BP，Messersmith PB，Israelachvili JN，et a1.Mussel-InspiredAdhesives and Coatings[J].Annual Renew ofMaterials Research，2011，41(1)：99-132)，该蛋白由相同部分3,4-二羟基苯丙氨酸(也叫多巴，简称DOPA)的大量重复的多肽片段组成，每个多肽段由10个氨基酸组成，其中2个是赖氨酸。在与底物粘附的过程中，DOPA的2个羟基上的氧原子与基底的金属原子、硅等形成了稳定的共价键，与基底粘附牢固，其粘附性能随着DOPA含量的增加而增强(Yamamoto H，et al.Synthesis and wettabilitycharacteristics of model adhesive protein sequences inspired by a marinemussel.Biomacromolecules，2000，1(4)：543—551)。
蛋白酶是水解蛋白质肽链的一类酶的总称，蛋白质在蛋白酶的作用下会分解成氨基酸、多肽等小物质。其中碱性蛋白酶是丝氨酸内切酶，能水解蛋白分子肽链生产多肽和氨基酸；漆酶可催化氧化酚类及其衍生物等物质；胰蛋白酶是一种丝氨酸蛋白水解酶，它能把多肽链中赖氨酸和精氨酸残基中的羟基侧切。利用不同酶水解蛋白的特性来水解淡水壳菜分泌的蛋白，破坏淡水壳菜的附着条件，可有效剥离附着的淡水壳菜，同时抑制其生长，从而达到去除淡水壳菜的目的。
为了解决现有原水管道中淡水壳菜去除方法的适用局限性，本发明提供了一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，选用对淡水壳菜足丝蛋白水解具有选择性、专一性和高效性的酶制剂，在适宜的条件下，将淡水壳菜分泌的蛋白水解，抑制淡水壳菜的附着和生长，且不产生副产物，既安全又高效，为原水管道中淡水壳菜的去除提供一种极具可行的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，可以改变现有技术存在的操作复杂、可行性差、不安全等问题，能够高效去除管道中附着的淡水壳菜并抑制其生长。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
在含有淡水壳菜的原水管道中投加酶制剂，水中酶制剂的投加浓度为1-4mg/L，连续投加7-14天，可以高效酶解淡水壳菜分泌的足丝蛋白，有效剥离管道附着的淡水壳菜并抑制其生长。
上述技术方案中，优选地，投加的酶制剂是食品级的，酶活为10-100万u/g。
上述技术方案中，优选地，酶制剂的种类为碱性蛋白酶、漆酶、胰蛋白酶中的一种或几种。
上述技术方案中，优选地，酶制剂的有效使用pH为8.0-8.5。
上述技术方案中，优选地，酶制剂适用的有效使用温度为20-33℃，夏季投加最有效。
上述技术方案中，优选地，酶的连续投加时间为7-14天。
本发明方法中，淡水壳菜分泌的蛋白被溶解，可有效去除管道中70％以上附着的淡水壳菜，被去除的淡水壳菜不会再次附着并停止生长乃至死亡。解决了现有管道中去除淡水壳菜方法的操作复杂、可行性差、产生消毒副产物风险等问题，为原水管道中淡水壳菜的去除提供一种操作安全、方便、高效、极具可行的方法。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述。
实施例1：在附着淡水壳菜的原水管道中(4000个/m2)，投加食品级碱性蛋白酶，其酶活性为100万u/g，控制水中酶制剂的浓度为2mg/L，水的pH为8.2，水温为20℃，投加10天，淡水壳菜的去除率为70％。
实施例2：在附着淡水壳菜的原水管道中(4000个/m2)，投加食品级碱性蛋白酶和漆酶，其酶活性为90万u/g，控制水中酶制剂的浓度为3mg/L，水的pH为8.5，水温为33℃，投加12天，淡水壳菜的去除率为85％。
实施例3：在附着淡水壳菜的原水管道中(4000个/m2)，投加食品级胰蛋白酶，其酶活性为10万u/g，控制水中酶制剂的浓度为4mg/L，水的pH为8.0，水温为25℃，投加7天，淡水壳菜的去除率为72％。
实施例4：在附着淡水壳菜的原水管道中(4000个/m2)，投加食品级胰蛋白酶和漆酶，其酶活性为60万u/g，控制水中酶制剂的浓度为1mg/L，水的pH为8.4，水温为31℃，投加14天，淡水壳菜的去除率为75％。
综上所述，本发明通过在原水管道中投加食品级酶制剂(胰蛋白酶、漆酶、碱性蛋白酶中的一种或几种)，投加浓度为1-4mg/L，投加时间为7-14天，可有效去除管道中70％以上附着的淡水壳菜，夏季水去除效果更好。
本发明公开和提出的技术方案，本领域技术人员可通过借鉴本文内容，适当改变条件路线等环节实现，尽管本发明的方法和制备技术已通过较佳实施例子进行了描述，相关技术人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和技术路线进行改动或重新组合，来实现最终的制备技术。特别需要指出的是，所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (4)
1.一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，其特征在于步骤为：在含有淡水壳菜的原水管道中投加酶制剂，水中酶制剂的投加浓度为1-4mg/L，酶解淡水壳菜分泌的足丝蛋白，剥离管道附着的淡水壳菜并抑制其生长；酶制剂的种类为碱性蛋白酶、漆酶、胰蛋白酶中的一种或几种；投加的酶制剂是食品级的，酶活为10-100万u/g。
2.根据权利要求1所述的一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，其特征在于：酶制剂的有效使用pH为8.0-8.5。
3.根据权利要求1所述的一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，其特征在于：酶制剂适用的有效使用温度为20-33℃。
4.根据权利要求1所述的一种原水管道中淡水壳菜的去除方法，其特征在于：酶的连续投加时间为7-14天。
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