專利名稱：一種有機(jī)廢水處理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種用于難降解有機(jī)廢水處 理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法及其裝置，該方法實(shí)現(xiàn)了利用廢棄生物質(zhì)材料 持久產(chǎn)酶的目標(biāo)，可應(yīng)用在難降解有機(jī)廢水處理工程的技術(shù)革新和系統(tǒng)升級 改造當(dāng)中。
背景技術(shù)：
包括染料化工廢水在內(nèi)的難降解有機(jī)工業(yè)廢水具有色度高、鹽度高、毒 性強(qiáng)、污染物含量高且成分復(fù)雜、難以降解等特點(diǎn)，是工業(yè)廢水污染治理的 重點(diǎn)和難點(diǎn)，而傳統(tǒng)物化及常規(guī)生物的廢水處理技術(shù)因物耗、能耗高及效率 低等問題難以在工程中持續(xù)應(yīng)用。
白腐真菌在木質(zhì)素降解酶催化作用下通過自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)對染料廢水中 各種有機(jī)污染物等具有廣譜、高效的降解功能。白腐真菌分泌的木質(zhì)素降解
酶主要有木質(zhì)素過氧化物酶(LiP)、錳過氧化物酶(MnP)和漆酶(Lac)， 它們是難降解有機(jī)工業(yè)廢水快速、高效處理的功能核心。目前，產(chǎn)酶效率低、 持續(xù)時(shí)間短、費(fèi)用高以及酶液容易失活等是該行業(yè)領(lǐng)域研究及生產(chǎn)應(yīng)用中的 瓶頸問題。如何利用廢棄的生物質(zhì)材料達(dá)到白腐真菌木質(zhì)素降解酶的高效持 久產(chǎn)出，并實(shí)現(xiàn)新鮮酶液的高效應(yīng)用，是白腐真菌生物技術(shù)在難降解有機(jī)工 業(yè)廢水處理的工程化應(yīng)用中亟待解決的問題，對工業(yè)廢水處理的節(jié)能、減排 具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有機(jī)廢水處理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法及其 裝置，該方法在高效處理難降解有機(jī)廢水的同時(shí)顯著降低廢水處理運(yùn)行費(fèi)用。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種有機(jī)廢水處理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法，該方法以廢棄甘蔗渣作 為白腐真菌產(chǎn)酶的生物質(zhì)載體和產(chǎn)酶主要基質(zhì)，將有機(jī)廢水進(jìn)入產(chǎn)酶罐后再 進(jìn)入廢水處理罐，通過對產(chǎn)酶罐進(jìn)行溫度和溶解氧及限氮培養(yǎng)基的調(diào)控，實(shí) 現(xiàn)產(chǎn)酶和廢水處理的耦合，具體包括以下步驟
(1) 、甘蔗渣和產(chǎn)酶罐的前處理對甘蔗渣進(jìn)行48小時(shí)晾曬，并通過粉碎
機(jī)進(jìn)行粉碎后在121°C， 101.3kpa下滅菌20分鐘，投加至己消毒的產(chǎn)酶罐中，
產(chǎn)酶罐消毒方法為"新潔爾滅"浸泡24小時(shí)；
(2) 、產(chǎn)酶參數(shù)的控制溫度3(TC、溶解氧含量為5 mg/L、 15 30天補(bǔ) 充0.5 1升的限氮培養(yǎng)基；
(3) 、產(chǎn)酶和廢水處理的耦合有機(jī)廢水進(jìn)入產(chǎn)酶罐后與產(chǎn)酶罐中的活性
新鮮酶液一并自流進(jìn)入廢水處理罐中，酶蛋白自固定于廢水處理罐中的彈性 填料表面，保證足夠的酶量和很高的酶活性，降解廢水中的污染物。
所述限氮培養(yǎng)基成分為(L—1):葡萄糖10 g，酒石酸銨0.2g，苯甲醇0.54 g， KH2P04 2.56 g， MgS04'7H20 0.71 g，維生素B, 0.001 g，微量元素液70 mL， 10 mmol/L醋酸緩沖液調(diào)節(jié)pH至4.5;其中微量元素液的成分為(L"):氨 基乙酸0.6 g， MnS04H20 0.5 g， NaCl 1 g， FeS04.7H20 0.1 g， CoCl2.H20 0.19 g，CaCl2.2H20 1.56 g，ZnS04.7H20 0.1 g，CuS04.5H20 0.1 g， KA1(S04)2.12H20 0.01 g， HB03 0.01 g， Na2Mo04-2H20 0.01 g。
實(shí)施上述方法的裝置包括溫控室、加熱裝置、產(chǎn)酶罐及有機(jī)廢水處理罐， 溫控室為密閉空間，加熱裝置、產(chǎn)酶罐及有機(jī)廢水處理罐設(shè)于其內(nèi)，產(chǎn)酶罐 及有機(jī)廢水處理罐為頂部敞開的罐體，產(chǎn)酶罐與有機(jī)廢水處理罐通過管道連 通。所述產(chǎn)酶罐罐體底部設(shè)有有機(jī)廢水入口及限氮培養(yǎng)基入口，罐體內(nèi)底部 設(shè)有曝氣，罐體內(nèi)設(shè)有甘蔗渣，甘蔗渣上部設(shè)有鋼絲網(wǎng)，鋼絲網(wǎng)上部罐體上 設(shè)有出水口。
所述有機(jī)廢水處理罐罐體內(nèi)底部設(shè)有曝氣，罐體內(nèi)設(shè)有彈性填料，罐體 上部設(shè)有出水口。
本發(fā)明的有益效果為(1)木質(zhì)素過氧化物酶和錳過氧化物酶的持久產(chǎn) 出；(2)產(chǎn)酶罐的快速啟動(dòng)和穩(wěn)定運(yùn)行；(3)高活性的木質(zhì)素過氧化物酶和 錳過氧化物酶對難降解有機(jī)廢水的高效處理；(4)產(chǎn)酶和廢水處理同步；(5) 產(chǎn)酶和廢水處理費(fèi)用顯著降低。


圖l為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述
本發(fā)明裝置包括溫控室l、加熱裝置2、產(chǎn)酶罐3及有機(jī)廢水處理罐4， 溫控室1為密閉空間、加熱裝置2、產(chǎn)酶罐3及有機(jī)廢水處理罐4設(shè)于其內(nèi)， 產(chǎn)酶罐3及有機(jī)廢水處理罐4為頂部敞開的罐體，產(chǎn)酶罐3與有機(jī)廢水處理 罐4通過管道連通；產(chǎn)酶罐3罐體底部設(shè)有有機(jī)廢水入口 6及限氮培養(yǎng)基入 口7，罐體內(nèi)底部設(shè)有曝氣8，罐體內(nèi)設(shè)有甘蔗渣IO，甘蔗渣10上部設(shè)有鋼 絲網(wǎng)ll，鋼絲網(wǎng)11上部罐體上設(shè)有出水口；有機(jī)廢水處理罐4罐體內(nèi)底部 設(shè)有曝氣13，罐體內(nèi)設(shè)有彈性填料9，罐體上部設(shè)有出水口12;加熱裝置2 包括繼電器14，溫度傳感器15，加熱器16，溫控儀5，加熱裝置2對通過溫 控儀5設(shè)定溫度，通過溫度傳感器15進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度，并通過繼電器2 調(diào)節(jié)加熱器16，使產(chǎn)酶罐3及廢水處理罐4在恒定溫度環(huán)境中。本發(fā)明的方法是這樣實(shí)施的對甘蔗渣進(jìn)行48小時(shí)晾曬，并通過粉碎機(jī)
進(jìn)行粉碎后在121°C， 101.3kpa下滅菌20分鐘，投加至已消毒的產(chǎn)酶罐3中， 產(chǎn)酶罐3采用"新潔爾滅"浸泡24小時(shí)消毒，并添加5.5L已滅菌的限氮培養(yǎng) 基。溫控室1內(nèi)，通過溫控儀5設(shè)定溫度，并由溫度傳感器15進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié) 溫度，再通過繼電器14調(diào)節(jié)加熱器16，使產(chǎn)酶罐3及廢水處理罐4溫度保 持在30°C;難降解有機(jī)工業(yè)廢水從入口 6進(jìn)入產(chǎn)酶罐3內(nèi)，廢棄甘蔗渣10 做為產(chǎn)酶的生物質(zhì)載體和營養(yǎng)基質(zhì)，再通過不銹鋼絲網(wǎng)11從出水口進(jìn)入有機(jī) 廢水處理罐4含有彈性填料9的生化反應(yīng)池中，實(shí)現(xiàn)新鮮的高活性生物酶固 定化，從而達(dá)到對難降解有機(jī)工業(yè)廢水的快速、高效處理。根據(jù)白腐真菌生 長及產(chǎn)酶的特殊要求，對產(chǎn)酶罐3進(jìn)行曝氣8，并通過限氮培養(yǎng)基入口7每 15天補(bǔ)充0.5升培養(yǎng)基，以便能持續(xù)高效產(chǎn)酶；有機(jī)廢水處理罐4中利用彈 性填料9進(jìn)行掛膜，并適當(dāng)曝氣13 (廢水溶解氧含量控制在5mg/L)，利用 高產(chǎn)、新鮮酶液處理難降解有機(jī)工業(yè)廢水，達(dá)標(biāo)水由出水口12排出。
權(quán)利要求
1、一種有機(jī)廢水處理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法，其特征在于該方法以廢棄甘蔗渣作為白腐真菌產(chǎn)酶的生物質(zhì)載體和產(chǎn)酶主要基質(zhì)，將有機(jī)廢水進(jìn)入產(chǎn)酶罐后再進(jìn)入廢水處理罐，通過對產(chǎn)酶罐進(jìn)行溫度和溶解氧及限氮培養(yǎng)基的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酶和廢水處理的耦合，具體包括以下步驟(1)、甘蔗渣和產(chǎn)酶裝置罐的前處理對甘蔗渣進(jìn)行48小時(shí)晾曬，并通過粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎后在121℃，101.3kpa下滅菌20分鐘，投加至已消毒的產(chǎn)酶罐中，產(chǎn)酶罐消毒方法為“新潔爾滅”浸泡24小時(shí)；(2)、產(chǎn)酶參數(shù)的控制溫度30℃、溶解氧含量為5.0mg/L、15～30天補(bǔ)充0.5～1升的限氮培養(yǎng)基；(3)、產(chǎn)酶和廢水處理的耦合有機(jī)廢水進(jìn)入產(chǎn)酶罐后與產(chǎn)酶罐中的活性新鮮酶液一并自流進(jìn)入廢水處理罐中，酶蛋白自固定于廢水處理罐中的彈性填料表面，保證足夠的酶量和高的酶活性，降解廢水中的污染物。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述限氮培養(yǎng)基成分為(L"):葡萄糖10 g，酒石酸銨0.2 g，苯甲醇0.54 g， KH2P04 2.56 g， MgS04-7H20 0.71 g,維生素B, 0.001 g，微量元素液70 mL， 10 mmol/L醋酸緩沖液調(diào)節(jié)pH至 4.5;其中微量元素液的成分為(L"):氨基乙酸0.6 g， MnSO4.H2O0.5 g， NaCl 1 g， FeS04'7H20 0.1 g， CoCl2H20 0.19 g， CaCl2.2H20 1.56 g， ZnSO4.7H2O0.1 g， CuS04.5H20 0.1 g， KA1 (S04) 2.12H2O0.01 g， HB03 0.01 g， Na2MoO4.2H2O0.01 g。
3、 一種實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的裝置，其特征在于它包括溫控室(l)、 加熱裝置(2)、產(chǎn)酶罐(3)及有機(jī)廢水處理罐(4)，溫控室(1)為密閉空 間，加熱裝置(2)、產(chǎn)酶罐(3)及有機(jī)廢水處理罐(4)設(shè)于其內(nèi)，產(chǎn)酶罐(3)及有機(jī)廢水處理罐(4)為頂部敞開的罐體，產(chǎn)酶罐(3)與有機(jī)廢水處理罐(4)通過管道連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述產(chǎn)酶罐(3)罐體底部 設(shè)有有機(jī)廢水入口 (6)及限氮培養(yǎng)基入口 (7)，罐體內(nèi)底部設(shè)有曝氣(8)， 罐體內(nèi)設(shè)有甘蔗渣(10)，甘蔗渣(10)上部設(shè)有鋼絲網(wǎng)(11)，鋼絲網(wǎng)(11) 上部罐體上設(shè)有出水口。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于所述有機(jī)廢水處理罐(4) 罐體內(nèi)底部設(shè)有曝氣(13)，罐體內(nèi)設(shè)有彈性填料(9)，罐體上部設(shè)有出水口(12)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種有機(jī)廢水處理的生物質(zhì)載體持久產(chǎn)酶方法及其裝置，其方法是以廢棄甘蔗渣作為白腐真菌產(chǎn)酶的生物質(zhì)載體和產(chǎn)酶主要基質(zhì)，將有機(jī)廢水進(jìn)入產(chǎn)酶罐后再進(jìn)入廢水處理罐，通過對產(chǎn)酶罐進(jìn)行溫度及限氮培養(yǎng)基的調(diào)控，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)酶和廢水處理的耦合其裝置包括溫控室、加熱裝置、產(chǎn)酶罐及有機(jī)廢水處理罐，溫控室為密閉空間，加熱裝置、產(chǎn)酶罐及有機(jī)廢水處理罐設(shè)于其內(nèi)，產(chǎn)酶罐及有機(jī)廢水處理罐為頂部敞開的罐體，產(chǎn)酶罐與有機(jī)廢水處理罐通過管道連通。本發(fā)明產(chǎn)酶和廢水處理同步，使產(chǎn)酶和廢水處理費(fèi)用顯著降低。
文檔編號C12M1/00GK101508981SQ200910047819
公開日2009年8月19日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者誠 陳, 芳 陶, 尚 高, 黃民生 申請人:華東師范大學(xué)