[发明专利]一种富集自然水体中氨氮含量的生物制剂合成及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除天然水体中低浓度氨氮的生物制剂合成制备方法,属于生物合成领域。

背景技术

天然水体中氮磷含量很低，水量大，且不流动，很容易造成水体富营养化，城市水厂常规处理工艺往往无法去除水源中低浓度的氨氮，致使饮用水水质得不到保障，对人们的健康造成威胁。

目前处理水中氨氮的方法主要包括吹脱法、硝化与反硝化法、活性炭吸附法、折点加氯法、离子交换法等，这些方法各有其优缺点。经吹脱法处理后水中氨氮的质量浓度可低于1mg/L，流程简单，处理效果稳定，基建费和运行费较低，但是该方法用于低温水吹脱效率明显降低，填料结垢往往严重干扰运行，且吹脱出的氨对环境产生二次污染；硝化与反硝化技术仅适合于处理废水中的高浓度氨氮，而对于处理给水中低浓度的氨氮收效甚微；沸石选择性交换吸附，利用沸石对NH₄⁺的强选择性，采用交换吸附工艺去除水中氨氮，且交换吸附饱和的拂石经再生可重复利用，但该法适用于处理废水中高浓度氨氮，再生时排出的高浓度合氨废液必须进行处理，使得成本增加；折点加氯法通过调节投氯量，改变水中氯和氨的比例，利用氯的强氧化性，将水中氨氮氧化成氮气去除，结构表明折点加氯能将水中的氨氮处理到mg/L数量级，但处理过程中需加人过量的氯，具有生成含氯消毒副产物的潜能而不适宜用于微污染水源中的氨氮去除。王涛等人针对城市污水氮磷浓度较低的特点，结合城市污水处理旁路污泥减量的技术，探索利用了鸟粪石结晶沉淀法回收污水中的氮磷，通过鸟粪石沉淀反应，氮去除率最高可达51%。CN10104150提出了一种臭氧催化氧化强化去除水中氨氮的方法，既可以处理高浓度氨氮废水，也可以处理低浓度氨氮废水；可在常温常压下进行，且催化剂可进行恢复处理，不会造成二次污染，但氨氮不能高效去除，成本高。

目前，在国内外采用的脱氨氮工艺中，物理化学法运行成本高、对环境造成二次污染，其应用了受到一定限制；生物脱氮法能较为有效、彻底地去除氮，且比较经济，因而得到广泛应用。然而，对于低浓度（﹤5mg/L）氮的去除存在一定的局限性，因此，探究一种生物制剂，100%去除水体中低浓度氮具有实际应用价值。

发明内容

    本发明针对自然水体中低浓度氮磷高效去除率的技术不足，提供了一种生物制剂的合成方法，该生物药剂类似于血红蛋白，将其注射到水体里的黑鱼中，使得鱼体血液当中产生一种能与水体中的氮结合能力强的物质，导致鱼对氮具有生物浓缩作用，浓缩因子达到几千或几万，从而把周围水环境中的氮去除掉，解决了水体富营养化问题。

 本发明所采用的原料为：鸡血、枸橼酸钠抗凝剂、葡萄糖、磷酸氢二钾、苹果酸、甘露醇、单硝酸异山梨醇酯、异亮氨基酸、硫代硫酸钠等合成一种类似于血红蛋白的生物制剂，其最大的特点在于可注射到黑鱼体内，导致鱼对氮的生物浓缩达到几千甚至几万，100%去除水中低浓度氨氮。

本发明采用的技术方案是：

一种去除天然水体中低浓度氨氮的生物制剂的合成方法，该方法采用鸡血、枸橼酸钠抗凝剂、葡萄糖、磷酸氢二钾、苹果酸、甘露醇、单硝酸异山梨醇酯、异亮氨基酸、硫代硫酸钠等为原料，最终调节pH=7.0~8.0，其中，新鲜鸡血用量50~60mL，枸橼酸钠抗凝剂1~2g，葡萄糖溶液5~10mL，磷酸氢二钾 2.1~2.5g ，甘露醇10~20mL、单硝酸异山梨醇酯5~8mL，异亮氨酸6~10mL（20ug/L）。

本发明中类似血红蛋白的生物制剂的合成过程：

（1）取50~60mL新鲜鸡血，用杀菌纱布滤去不溶物后，加入1~2g枸橼酸钠抗凝剂，置于比容管中，离心5~10min后，提取上层浅黄色的血浆；

    （2）将上述血浆置于50mL具塞比色管中，在30~40°C恒温水浴中放置1~2h，加入2%的葡萄糖溶液5~10mL，混合均匀，转移至100mL容量瓶中，用去离子水定容，再用0.15~0.20um滤膜过滤除菌；

（3）将2.1~2.5g 磷酸氢二钾、1.5~ 2.0g氯化钠溶解于100mL去离子水中，搅拌，待完全溶解后高温高压灭菌30~40min，冷却至60~70°C，再加入滤膜除菌后的血浆溶液；

（4）待溶液冷却至40~45°C下时，加入20~25mL苹果酸，调节pH=4.0~7.0；