[发明专利]用于腐殖酸活化的微生物复合酶制剂及生产方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及用于腐殖酸活化的微生物复合酶制剂及生产方法。

[背景技术]

市政污水厂产生的剩余污泥主要由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成，具体的，市政污泥有以下特点：

1.有机物：主要包括蛋白质、多糖、腐殖酸、脂类、核酸等。市政污泥中有机成分含量一般占干物质的65％-85％，其中腐殖酸约占16％-35％。

2.无机物：市政污泥中含有丰富种类的金属元素，包括大量元素，微量元素和重金属。其中重金属是制约污泥资源化利用的关键因素之一。

3.微生物：市政污泥中的微生物主要是细菌群落组成的，细菌总数占微生物总数的90％及90％以上。还含有少量的真菌，放线菌，原生动物，藻类等。市政污泥中有害的微生物主要是寄生虫卵和病原微生物。

随着城市污水处理率的提高，剩余污泥产量也不断增加。合理的处理与处置剩余污泥，将污泥变废为宝，既可以避免污泥对自然环境和人类的危害，又可以进行资源化利用，实现经济价值。

市政污泥中的内源酶

微生物多样性是市政污泥中微生物最大的特点，空气、水体、土壤等自然环境中的微生物大都可以在市政污泥中找到。其中数量大、功能性强的优势菌也有几种到几十种。这些优势菌按功能分类可以分为：水解酸化细菌、异养消化细菌、产甲烷细菌、硝化细菌、氨化细菌、反硝化细菌、聚磷菌、聚硫菌、聚糖菌等，按照微生物生理功能分类可以分为：变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、绿弯菌门、腐生菌门、消化螺旋菌门、浮霉菌门、芽单胞菌门、酸杆菌门、放线菌门等。因此，市政污泥可以看做是一个数量庞大，种类丰富的产酶集团。

水解酶是市政污泥中最主要的酶类，市政污泥中的微生物不仅参加一些小分子细胞新陈代谢，而且通过酶的水解作用使得大部分大分子有机物通过一系列的水解反应变成可被细菌细胞吸收系统吸收的较小单位的物质。这些微生物还会分泌大量的胞外聚合物(EPS)来吸附环境中的有机物，EPS是微生物在一定条件下，在其代谢过程中分泌的、包围在微生物细胞壁外的聚合化合物，包括荚膜、粘液层以及其他表面物质。经过分析可以知道，这些聚合物的成分为脂类、多糖、蛋白质和腐殖酸等。EPS中的蛋白质主要是微生物为了分解废水中固体和胶体的有机物质而分泌的酶类，水解酶主要通过EPS吸附而束缚于污泥中，且主要位于EPS中。市政污泥中包含一系列的水解酶，有淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶、糖苷酶等。

氧化还原酶是市政污泥中另外一种非常重要的酶类，是一种用于促进废水中有机物进行氧化还原反应、转移电子、氢的反应和分子氧参加反应的酶类，有脱氢酶、氧化酶、还原酶、过氧化物酶等。

市政污泥中还含有大量的转移酶类，可以催化有机物之间进行基团(如乙酰基、甲基、氨基、磷酸基等)的转移或交换，有甲基转移酶、氨基转移酶、乙酰转移酶、转硫酶、激酶和多聚酶等。

市政污泥中的裂合酶类可以催化从有机物移去一个基团并留下双键或其进行逆反应，有脱水酶、脱羧酶、碳酸酐酶、醛缩酶、柠檬酸合酶等。

市政污泥中也含有各种异构酶类和合成酶类，有异构酶、表构酶、消旋酶、谷氨酰胺合成酶、DNA连接酶、tRNA连接酶、羧化酶等。

市政污泥中的这些酶具有以下特点：

1.酶含量高，废水中有机物浓度低，分泌较多的酶用于和其他微生物竞争营养物质；

2.复合性强，含有各种不同种类、不同功能的酶以应对废水中复杂的有机物组分；

3.高效性，可以在很短的时间内将细胞不能直接吸收的物质转化了细胞可以吸收的物质；

4.适应性强，酶的活性受环境因素的干扰较普通酶类小很多。

目前，腐殖酸活化使用的大部分酶都是来自于微生物的提取，而提取过程总会对酶的活性产生负面影响，因此可以考虑到的如果直接使用含内源酶的微生物作为粗品的酶源进行腐殖酸活化可能会具有良好的效果。可以发现市政污泥中含有丰富的内源酶，并且这些内源酶的种类和活性都是腐殖酸活化过程中特别需要的，尤其是水解酶类和氧化还原酶类。因此，可以考虑到的如果利用内源酶丰富的市政污泥和腐殖酸底物一起进行活化的话可能会提高腐殖酸活化的效率和得率。

[发明内容]

本发明的目的在于利用市政污泥中的内源酶生产。

为了实现上述目的，提供一种腐殖酸活化的微生物复合酶制剂，其生产方法如下：

采用市政污泥和腐殖酸底物作为原料，包括以下步骤：

a.预处理，使市政污泥降低污泥含水率，腐殖酸底物呈粉状、小颗粒状或匀浆状，腐殖酸底物pH为5-9；