一种高效复合酶污水处理装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术属于污水处理技术领域，特别地，涉及一种高效复合酶污水处理装置及工艺。本发明专利技术所述的高效复合酶污水处理装置，利用复合酶对污水中的有机物等可降解物进行，以多孔的堇青石蜂窝陶瓷为载体，并利用浸渍负载法将所述酶制剂负载于所述多孔载体上进行固定化，整个负载过程中，是在选定离子液体条件下进行浸渍负载，所述离子液体除了作为溶剂之用外，还起到交联剂的作用，使得所述酶制剂能够更为稳固的负载于所述多孔载体的孔隙中，固定化效果更佳，所述固定化酶能够多次使用而其效率依然不降低。

【技术实现步骤摘要】
一种高效复合酶污水处理装置及工艺
本专利技术属于污水处理
，特别地，涉及一种高效复合酶污水处理装置及工艺。
技术介绍
随着经济的发展和环保形势的日益严峻，污水治理及利用成为了环保领域的永恒话题，也促进了污水治理技术的大力发展。膜生物反应器(MembraneBio-Reactor，MBR)，是一种由膜分离单元与生物处理单元相结合的新型水处理技术，其以膜组件取代传统生物处理技术末端二沉池，在生物反应器中保持高活性污泥浓度，提高生物处理有机负荷，从而减少污水处理设施占地面积，并通过保持低污泥负荷减少剩余污泥量。MBR工艺，即是现代膜分离技术与生物技术有机结合的一种新型废水生物处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离装置将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质有效截留，替代二沉池，使生化反应池中的活性污泥浓度，即生物量大大提高；将难降解的大分子有机物质截留在反应池中不断反应、降解。因此，膜生物反应器工艺通过膜分离技术大大提高了生物反应器的处理效率，与传统的生物处理工艺相比，具有生化效率高、抗负荷冲击能力强、出水水质好且稳定、占地面积小、排泥周期长、易实现自动控制等优点，是目前在高浓度有机废水处理、中水回用处理等领域最有前途的废水生物处理技术之一。然而，MBR工艺也存在一些缺陷，主要表现在由于膜污染引起膜上结垢，进而导致膜的使用寿命短、费用高和充曝气所用能量消耗较高的问题。这些缺点制约了该技术在环境工程领域的推广。如中国专利CN101624253A公开了一种高效复合酶污水处理工艺及装置，其在进行膜分离步骤前，利用复合酶对污水进行前期处理，对大部分污染物和有机物进行酶催化降解，大大减轻了膜分离步骤中膜组件的过滤压力，有效减少了膜组件的污染问题。但是，该装置中采用的固定化复合酶制剂为通过物理吸附方法直接负载于多孔载体上，其负载稳定性限制了酶制剂的重复利用，而且，由于酶的底物专一性限制，仍然有大量无法催化降解的杂质，对于膜组件的污染压力依然较大。
技术实现思路
本专利技术提供了一种高效复合酶污水处理装置及工艺。为实现上述目的，本专利技术提出了一种高效复合酶污水处理装置，包括对污水进行降解及过滤的反应池；所述反应池内沿污水的流动方向分别设有复合酶降解区和膜组件分离区，所述反应池的底部还设置有曝气管；所述复合酶降解区内设置有固定化复合酶，所述固定化复合酶是以多孔颗粒为载体，并在离子液体溶剂存在下对复合酶制剂进行浸渍吸附所得。所述多孔颗粒为堇青石蜂窝陶瓷。所述复合酶制剂为水解酶、裂解酶、氧化还原酶、漆酶、酯酶、过氧化物酶的混合物。所述水解酶、裂解酶、氧化还原酶、漆酶、酯酶、过氧化物酶的质量比为1：1：1：1：1：1。所述离子液体为N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍四氟硼酸盐离子液体。所述的高效复合酶污水处理装置，所述固定化复合酶按照如下方法制得：(1)取选定量的所述复合酶制剂，与离子液体溶剂混合，制得负载液；(2)取选定的所述多孔颗粒置于所得负载液中，进行浸渍吸附1-3h；(3)将负载后的所述多孔颗粒进行低温干燥，即得。所述步骤(2)中，还包括以烷基类化合物对所述多孔颗粒进行活化的步骤。所述膜组件为中空纤维多孔膜。所述装置还包括与所述反应池相连接的回用水池。本专利技术还公开了一种高效复合酶污水处理工艺，包括利用所述的装置进行污水的处理的步骤。本专利技术所述的高效复合酶污水处理装置，利用复合酶对污水中的有机物等可降解物进行，以多孔的堇青石蜂窝陶瓷为载体，并利用浸渍负载法将所述酶制剂负载于所述多孔载体上进行固定化，整个负载过程中，是在选定离子液体条件下进行浸渍负载，所述离子液体除了作为溶剂之用外，还起到交联剂的作用，使得所述酶制剂能够更为稳固的负载于所述多孔载体的孔隙中，固定化效果更佳，所述固定化酶能够多次使用而其效率依然不降低。本专利技术所述高效复合酶污水处理装置，能有效提高有机物的降解能力，有益于抵抗膜组件污染，减缓并控制MBR工艺中膜污染的产生，减少膜通量的降低，延长清洗时间。高效复合酶催化-膜生物反应器污水处理工艺及装置的复合生物酶能保持长久的高效率，可促进反应器中优势菌种的繁殖产生，高效复合生物酶可以长期使用。附图说明图1是本专利技术实施例3所述高效复合酶污水处理装置的结构示意图；图2是本专利技术实施例4高效复合酶污水处理装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1离子液体的合成本专利技术所需的离子液体为N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍四氟硼酸盐离子液体，其合成方法包括如下步骤：(a)取0.30mol四甲基脲溶于60mL甲苯中，在氮气保护和搅拌条件下滴入新蒸的0.32molPOCl3，于60℃下反应20小时后在3℃下用170mLCH2Cl2稀释反应体系，缓慢滴入1.27mol正丁胺，升温至55℃后回流30小时，在冰浴冷却下滴入质量百分数为35％的NaOH溶液至使体系显示中性，反应混合物用170mLCH2Cl2萃取，合并有机相，用无水Na2SO4干燥48小时后过滤，蒸除溶剂，残液经减压蒸馏得0.17molN,N,N’,N’-四甲基-N”-丁基胍(MBuTMG)。FTIR(KBr)：υmax：2927，2870，1625，1494，1454，1363，1145cm-1；(b)取0.30mol所得BuTMG溶于精制的20mL乙腈中，在冰水浴冷却和氮气保护下，滴入新蒸的0.30mol碘甲烷与20mL乙腈混合液，待体系温度恢复至室温后继续搅拌反应12小时，蒸除反应体系中的乙腈，残液用乙酸乙酯洗涤2次，真空抽去体系中的乙酸乙酯后即制得0.24mol目标产物N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍碘盐([MBuTMG]I)。FTIR(KBr)：υmax：2956，2873，1586，1470，1408，1255，1155，900cm-1；(c)取0.30mol[MBTMG]I溶于50mL蒸馏水中，搅拌下滴加50mL含有0.30molNaBF4的水溶液，于室温搅拌1小时，分出油层，将其溶于100mLCH2Cl2中，用100mL蒸馏水洗涤，用无水Na2SO4干燥有机相，蒸除溶剂即得0.27mol目标产物N,N,N’,N’-四甲基-N”-甲基-N”-丁基胍四氟硼酸盐离子液体([MBTMG]BF4)。FTIR(KBr)：υmax：2958，2873，1582，1468，1408，1255，1155，1084，900cm-1。实施例2固定化复合酶的制备本专利技术所需的固定化复合酶按照如下方法合成制得：(1)取质量比为1：1：1：1：1：1的水解酶、裂解酶、氧化还原酶、漆酶、酯酶、过氧化物酶(均为液体酶剂)混合，与实施例1制得的离子液体溶剂混合，制得复合酶活力单位为2000U/mL的负载液；(2)选用体积密度2.00-2.5g/cm3、比表面积100-700m2/m3、吸水率5-45％、空隙率60-85％、耐压强度8-20kg/cm2、耐温度100℃以上、具有特定形状的堇青石蜂窝陶瓷，以烷基类化合物为活化剂，将已用无离子水清洗过的陶瓷浸泡于0.8-3wt％的活化剂溶液中，活化3-5小时，用无离子水清洗后，自然风干或抽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效复合酶污水处理装置，包括对污水进行降解及过滤的反应池；所述反应池内沿污水的流动方向分别设有复合酶降解区和膜组件分离区，所述反应池的底部还设置有曝气管；其特征在于，所述复合酶降解区内设置有固定化复合酶，所述固定化复合酶是以多孔颗粒为载体，并在离子液体溶剂存在下对复合酶制剂进行浸渍吸附所得。

【技术特征摘要】
1.一种高效复合酶污水处理装置，包括对污水进行降解及过滤的反应池；所述反应池内沿污水的流动方向分别设有复合酶降解区和膜组件分离区，所述反应池的底部还设置有曝气管；其特征在于，所述复合酶降解区内设置有固定化复合酶，所述固定化复合酶是以多孔颗粒为载体，并在离子液体溶剂存在下对复合酶制剂进行浸渍吸附所得。2.根据权利要求1所述的高效复合酶污水处理装置，其特征在于，所述多孔颗粒为堇青石蜂窝陶瓷。3.根据权利要求1或2所述的高效复合酶污水处理装置，其特征在于，所述复合酶制剂为水解酶、裂解酶、氧化还原酶、漆酶、酯酶、过氧化物酶的混合物。4.根据权利要求3所述的高效复合酶污水处理装置，其特征在于，所述水解酶、裂解酶、氧化还原酶、漆酶、酯酶、过氧化物酶的质量比为1：1：1：1：1：1。5.根据权利要求1-4任一项所述的高效复合酶污水处理装置，其特征在于，所述离子液体为N,N,N’,N’...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙祥章，郑依瑞，
申请(专利权)人：孙祥章，郑依瑞，
类型：发明
国别省市：福建,35