[发明专利]水的酶促净化

说明书

本发明旨在通过使用酶来改善水处理系统中污水的净化。提供了包含酶的过滤器和用于生产所述过滤器的方法，以及所述过滤器的用途、包含所述过滤器的模块系统(10)，以及所述模块系统的用途。

技术领域

本发明涉及使用酶针对有机物质的水的净化的领域。

背景技术

水污染是严重的环境问题。今天，在使用机械过滤器之后，污水的水处理通常包括活性污泥的使用(其包括总固体的沉降，随后有机物质的需氧降解和随后的沉降)以去除生物质。之后水可通过化学处理。然而，某些污染物例如对环境有害的有机物质(例如药物分子)并未通过常规沉降技术从水中完全消除。事实上，污水的沉降消除了极少量的药物分子。因此，许多对环境有害的有机物质保留在水中并对环境产生负面影响，特别是对水生生物产生负面影响。

Periodic Report Summary 2-ENDETECH(Enzymatic DecontaminationTechnology)(European Commission，CORDIS，Sejoume，Florence，196264-N1)讨论了开发技术的目标，该技术旨在使用生物反应器中的固定化酶从水消除持久性药物污染物。ENDETECH公开了酶在膜上和珠上的固定化。

WO 2009/076711A1公开了使用多肽来降解为有害生物防治剂的氯化s-三嗪。与AtzA相比，具有增强的降解能力的多肽被鉴定、表达并与例如水接触，以消除其中存在的s-三嗪。

WO 2012/007536A1公开了使用酶来灭活环境中的抗生素，特别是在废物和废水流出物到达环境之前使来自其的抗生素失活的方法。酶可包含在施用于任何待处理流出物的组合物中，或者可固定在固体支持物(优选二氧化硅或玻璃珠或膜)上。

上述方法均不适用于针对对环境有害的有机物质的水的有效大规模净化。

使用包含酶促膜的生物反应器用于进行水净化的方法包括使水通过膜，因此水中可能存在没有通过膜并因此将保留在膜的上游侧的物质。这可能对酶促膜的效率产生负面影响，并因此影响生物反应器的效率。另外，生物膜的生产可能是昂贵的。

因此，需要改善净化方法，以便以较低的成本和较高的效率消除污水中存在的大多数(如果不是全部)对环境有害的有机物质。

发明内容

本发明旨在通过使用酶来改善污水的净化。使用酶促净化代替化学净化的优势是环境足迹将更小。通过化学处理，需要在使用之前和之后以环境安全并遵循管理协议的方式安全地处理化学物质。化学物质的活性不是特定的，因此可以发挥除期望活性之外的另外的活性。如果化学物质进入环境，其将因此对其将遇到的一切产生影响。使用酶的优势在于其活性非常特异，并且具有有时间限制期的活性。因此，如上所述的化学物质的任何下游问题都被最小化，这提供了显著的环境优势。

本发明旨在解决改善当前的水净化方法以便以较低的成本和较高的效率消除污水中存在的大多数(如果不是全部的话)对环境有害的有机物质的问题。这是通过针对一种或更多种对环境有害的有机物质(例如药物分子、增塑剂、阻燃剂、除草剂、杀虫剂(pesticide)、杀真菌剂、化妆品、织物添加剂等)来净化污水的方法来实现的，其包括以下步骤：

a)提供编码一种或更多种酶的一种或更多种多核苷酸，所述酶具有消除对环境有害的有机物质的能力；

b)在用包含来自a)的多核苷酸的载体(例如质粒)转化的生物体中重组地产生酶，其中由生物体产生所述酶，从而获得酶溶液；

c)将酶溶液添加至过滤器，其中过滤器包含具有结合酶的能力的材料，其中酶与所述材料共价结合，该过滤器将与待针对对环境有害的有机物质进行净化的水接触；

d)在污水处理系统中使用过滤器，其中将针对一种或更多种对环境有害的有机物质净化水，以使得过滤器从水中酶促减少和/或消除一种或更多种对环境有害的有机物质。