JP7284891B2 - 酵素処理でスラッジの脱水性を高める方法 - Google Patents
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Description
本出願は、コンピュータ可読形式で配列表を含み、これは、参照により本明細書に組み込まれる。
(a)スラッジを、セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ酵素混合物、および配列番号1に対して少なくとも90%の配列同一性を有するプロテアーゼと接触させるステップと、
(b)スラッジから水を除去するステップと
を含む、スラッジを処理する方法に関する。実施形態は、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~2000gの量でのセルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ酵素混合物の用量、および全懸濁固体1乾燥トン当たり10~2000gの量でのプロテアーゼの用量を添加するステップをさらに含む。実施形態において、セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量は、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~1000gの量であり、プロテアーゼの量は、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~1000gの量である。実施形態において、セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼ酵素のインキュベーションは、適当な温度、例えば、20~60℃下で十分な期間、例えば、1分間~96時間行われる。
1.一次または原スラッジ;
2.二次または廃棄物活性スラッジ;および
3.三次、安定化または消化スラッジ
と大まかにグループ化され得る。
a)スラッジを、例えば、慣例の廃水処理中に生成させ、または得るステップと
;
b)スラッジを、本開示によるセルラーゼ酵素またはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ酵素混合物およびプロテアーゼ酵素で処理するステップと;
c)任意選択で、スラッジを、凝集および/またはフロック化添加剤で調整するステップと;
d)酵素処理されたスラッジを慣例の設備で脱水するステップと
を含む、またはそれらからなる。
材料
都市廃水プラントからの消化スラッジ
Cellic(登録商標)CTec3ブランドセルラーゼおよびヘミセルラーゼ複合体(Novozymes A/Sから入手可能)
SAVINASEブランドプロテアーゼ(Novozymes A/Sから入手可能)
加熱キャビネット(30℃)
1.30mLのスラッジを50mLの試験管中に計量する。
2.十分量の液体Cellic(登録商標)CTec3ブランドセルラーゼおよびヘミセルラーゼ複合体ならびにSAVINASEブランドプロテアーゼをスラッジ試料に添加する。
3.反応管を密封し、30℃の加熱キャビネットに入れる。
4.反応時間24時間後に加熱キャビネットから取り出す。
5.スラッジ試料は、今や前処理スラッジ組成物であり、脱水試験に使える状態である。
材料
・ジャガイモライサーまたはプレス
・フロック化剤-カチオン性ポリアクリルアミド高分子量ポリマー
・スラッジおよびフロック化剤を混合するためのビーカー
・ろ布
・乾燥固体分析のための坩堝
1.ポリマー(固体またはエマルジョン形態での)を必要量の脱イオン水中に混合して、0.25%の活性溶液を調製することによって、ポリマー溶液を調製する。必要とされる30分前に調製する。
2.ポリマーが準備できると直ぐに、スラッジ試料をビーカーに注ぎ入れる。
3.ピペットを使用して、既知体積のポリマー溶液を添加する。均一だが激し過ぎない動作で直ちに撹拌する。最大で0.5mLが一度に添加されるべきである。
4.大部分のスラッジ固体がフロックになり、自由水が透明になるまで、ポリマー溶液をスラッジに添加し続ける。添加したポリマー溶液の体積を記録し、フロックの質も書き留める。
5.スラッジがフロック化されると直ぐに、それはプレスすることができる。ろ布をプレスの中に入れ、スラッジをその中に注ぎ入れる。布の周りでいかなるスラッジも失わないように注意し、ビーカーをプレスの下に置いて、ろ液を捕捉する。
6.スラッジがろ布内にあると直ぐに、それを、プレスがかけられるやいなやスラッジが逃げることができないように注意深く包む。ろ液全てを確実に捕捉する。
7.スラッジを可能な限りプレスし、次いで、迅速つなぎ材(quick-tie)を使用してそのハンドルを一緒につなぐ。これは、次の試料のための参照圧力になる。
8.120~180秒後、迅速つなぎ材を取り除くことによって圧力を解除し、スラッジケーキの包みを開ける。
9.スラッジケーキを布から注意深く剥がし、前秤量坩堝に入れる。坩堝+ケーキを秤量し、次いで、105℃で少なくとも12時間乾燥させる。
10.乾燥後に坩堝を取り出し、坩堝+乾燥ケーキを秤量する。次いで、ケーキの乾燥固体含量を計算することができる。
11.ろ液を採取し、CODおよび濁度分析を行い、使用した体積を書き留める。その残りを使用して、105℃で乾燥固体分析を行う。
各試料を三通りで処理した。試験結果は、表1にある。
・プロテアーゼおよびセルラーゼの別個の適用は、固体フロック化およびプレス法を使用しての脱水性の良好なレベルを達成するのに必要とされるポリマー消費の有意な減少を与えなかった。
・プロテアーゼおよびセルラーゼの一緒の適用は、ろ液の質および脱水プロセスで達成されるケーキの乾き度を維持しながら、ポリマー必要量の有意な減少をもたらす。
材料
都市廃水プラントからの消化スラッジ
Cellic(登録商標)CTec3ブランドセルラーゼおよびヘミセルラーゼ複合体(Novozymes A/Sから入手可能)
SAVINASEブランドプロテアーゼ(Novozymes A/Sから入手可能)
加熱キャビネット(30℃)
1.30mLのスラッジを50mLの試験管中に計量する。
2.必要量の液体酵素生成物をスラッジ試料に添加する。
3.反応管を密封し、30℃の加熱キャビネットに入れる。
4.必要反応時間(24時間、48時間および72時間)後に加熱キャビネットから取り出す。
5.スラッジ試料は、今や脱水試験に使える状態である。
材料
・ジャガイモライサーまたはプレス
・フロック化剤-脱イオン水で0.3%溶液に調製されたFlopam FO-4490(SNF)
・スラッジおよびフロック化剤を混合するためのビーカー
・ろ布
・乾燥固体分析のための坩堝
・Hach Lange CODキット(0~1500mg/L)
上の実施例1に示したのと同じ方法ステップを適用する。
試験の結果は、脱水についての3つの重要なパラメータに焦点を合わせた:
1.必要とされるポリマー用量
2.生成されたケーキの乾燥固体
3.脱水プロセスで生成されたろ液のCOD
全体として、スラッジ消化スラッジ試料への酵素の適用は、ポリマー減少およびケーキ固体増加に対しての両方で、正の結果を示した。消化スラッジに対するこの試験からの重要な所見には、
・SavinaseおよびCTec3の組み合わせは、対照試料または酵素が別個に添加された場合と比較して、脱水プロセスで必要とされるポリマー減少のかなり高いレベルをもたらした。これは、酵素が一緒に添加される場合に相乗効果があることを示す。
・恐らくはスラッジ固体に対する酵素の活性のために、ポリマー減少に対する酵素の効果は時間にわたって低下し、より多くの「可溶性」バイオコロイドを放出する。これは、ろ液CODの結果に反映される。
・全般的に、結果は、酵素インキュベーション時間が短ければ短いほど、ポリマー減少により適する一方で、より長い保持時間は、相当なケーキDS利益を与え得る。この成果は、適用される酵素生成物を考慮すると良く適合し、スラッジ中のバルク固体に対するそれらの活性は、COD結果で確認される。
Claims (17)
- スラッジの脱水性を高める方法であって、セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ酵素混合物、およびプロテアーゼを、前記スラッジに添加するステップを含み、前記プロテアーゼが、配列番号1に対して少なくとも90%の配列同一性を有する、方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~2000gであり、前記プロテアーゼの用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~2000gである、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~1000gであり、前記プロテアーゼの用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり10~1000gである、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり50~500gであり、前記プロテアーゼの用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり50~500gである、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり100~500gである、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物の用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり100~500gであり、前記プロテアーゼの用量が、全懸濁固体1乾燥トン当たり100~500gである、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼ酵素が、前記スラッジと20~60℃の温度で1分間~96時間インキュベートさせられる、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼ酵素が、前記スラッジと16~72時間インキュベートさせられる、請求項7に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼ酵素が、前記スラッジと1~3日間インキュベートさせられる、請求項1に記載の方法。
- 前記スラッジが、慣例の都市および工業廃水処理操作中に生成される、請求項1に記載の方法。
- 前記スラッジが、嫌気性消化スラッジおよび好気性消化スラッジからなる群から選択される、請求項10に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼが、1種以上のエンドグルカナーゼ、セロビオヒドロラーゼ、およびベータ-グルコシダーゼと組み合わせて添加される、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼが、1種以上のGH10キシラナーゼと組み合わせて添加される、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、およびプロテアーゼが、1種以上のベータ-キシロシダーゼと組み合わせて添加される、請求項1に記載の方法。
- 前記セルラーゼまたはセルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物が、アスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)セロビオヒドロラーゼIおよびアスペルギルス・フミガタス(Aspergillus fumigatus)セロビオヒドロラーゼIIを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記混合物が、GH10キシラナーゼ、ベータ-キシロシダーゼ、ベータ-グルコシダーゼ変異体、および/またはペニシリウム属種(Penicillium sp.)GH61ポリペプチドをさらに含む、請求項15に記載の方法。
- (a)スラッジを、セルラーゼ/ヘミセルラーゼ混合物、および配列番号1に対して少なくとも90%の配列同一性を有するプロテアーゼと接触させるステップと;
(b)前記スラッジから水を除去するステップと
を含む、スラッジを処理する方法。
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