[发明专利]一种用于污水脱氮的固定化酶及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种用于污水脱氮的固定化酶及其制备方法和应用，涉及污水处理的技术领域，其固定化酶的制备方法，包括以下步骤：S1准备硝化细菌和反硝化细菌菌体备用；S2将菌体超声破碎后离心，得到粗酶提取液；S3在粗酶溶液中加入活性炭混合吸附；S4酶的固定化：将富集的酶液加入含有聚乙烯醇、海藻酸钠的载体溶液，随后将混合液逐滴滴入含2%无水CaCl₂的硼酸饱和溶液中，静置后获得固定化小球，用去离子水清洗后制得固定化脱氮酶。该固定化酶可用于去除污水中氨氮，具有制备方法简单、可重复利用、生产成本低等优点。

技术领域

本发明涉及污水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种用于污水脱氮的固定化酶及其制备方法和应用。

背景技术

目前地表水污染的一个主要的因素是水体内的总氮含量过高(总氮包括氨氮和硝态氮)，其带来的一个结果是导致水体富营养化，水体内绿藻生长量变多，水中溶氧量少，不利于水生动植物的生长。其次，水体中的氨态氮(NH₃)过高不仅阻止生物体内的氨向体外排出，还能从水中向其体内渗透，使水生生物代谢减少或停滞，损害包括鳃在内的一些重要器官，抑制其生长发育，甚至造成死亡因而现有的研究中，对于污水脱氮的处理方法之一在于：采用消化细菌和反硝化细菌相结合的方式进行污水中氨氮、硝态氮的脱除。

申请号为2019103687780的发明专利公开了一种短程反硝化—污泥发酵耦合厌氧氨氧化系统处理生活污水的装置和方法，其方法中结合硝化细菌和反硝化细菌的作用进行生活污水中总氮的脱除。授权公告号为105084682的发明专利公开了一种提高废水中氨氮处理效率的方法，其方法中也是利用硝化细菌进行相关的废水处理。采用上述的方法进行废水处理的过程中，虽然其废水处理过程中，对于硝态氮或者氨氮的脱除效率较高，但是同时也存在水处理时间较长的问题，一般其废水处理合格的时间为3天以上。这一点造成了废水处理的效率较低。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一个目的在于提供一种用于污水脱氮的固定化酶的制备方法，其具有通过菌体培养、细胞破碎和细胞内酶的提取以及酶的固定化之后得到脱氮效率高的固定化酶。

本发明的第二个目的在于提供一种用于污水脱氮的固定化酶，其具有在短时间内高效进行污水脱氮的优点。

本发明的第三个目的在于提供一种用于污水脱氮的固定化酶的应用，其具有简单地应用于污水脱氮以及脱氮效率高、周期短的优点。

为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种用于污水脱氮的固定化酶的制备方法，所述方法包括以下步骤：

S1准备硝化细菌和反硝化细菌菌体备用；

S2粗酶提取液的获取：于步骤S1中的菌体重悬液，采用超声破碎细胞后，离心，上清液即为酶粗提液；

S3酶的富集：在上述的酶粗提液中加入活性炭，混合吸附后得到混合液A；

S4酶的固定化：将所述混合液A加入载体溶液，混合后得到混合液B，再将所述混合液B滴入交联剂中，在4℃下固定化交联12～36h后，用去离子水清洗，制得固定化脱氮酶；所述载体溶液为聚乙烯醇和海藻酸钠混合液,所述聚乙烯醇的质量分数为5％～15％，所述海藻酸钠的质量分数为0～2％。