專利名稱：一種富集自然水體中氨氮含量的生物制劑合成及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種去除天然水體中低濃度氨氮的生物制劑合成制備方法，屬于生物合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
天然水體中氮磷含量很低，水量大，且不流動(dòng)，很容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，城市水廠常規(guī)處理工藝往往無(wú)法去除水源中低濃度的氨氮，致使飲用水水質(zhì)得不到保障，對(duì)人們的健康造成威脅。目前處理水中氨氮的方法主要包括吹脫法、硝化與反硝化法、活性炭吸附法、折點(diǎn)加氯法、離子交換法等，這些方法各有其優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)吹脫法處理后水中氨氮的質(zhì)量濃度可低于lmg/L，流程簡(jiǎn)單，處理效果穩(wěn)定，基建費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)較低，但是該方法用于低溫水吹脫效率明顯降低，填料結(jié)垢往往嚴(yán)重干擾運(yùn)行，且吹脫出的氨對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染；硝化與反硝化技術(shù)僅適合于處理廢水中的高濃度氨氮，而對(duì)于處理給水中低濃度的氨氮收效甚微；沸石選擇性交換吸附，利用沸石對(duì)NH4+的強(qiáng)選擇性，采用交換吸附工藝去除水中氨氮，且交換吸附飽和的拂石經(jīng)再生可重復(fù)利用，但該法適用于處理廢水中高濃度氨氮，再生時(shí)排出的高濃度合氨廢液必須進(jìn)行處理，使得成本增加；折點(diǎn)加氯法通過(guò)調(diào)節(jié)投氯量，改變水中氯和氨的比例，利用氯的強(qiáng)氧化性，將水中氨氮氧化成氮?dú)馊コ?，結(jié)構(gòu)表明折點(diǎn)加氯能將水中的氨氮處理到mg/L數(shù)量級(jí)，但處理過(guò)程中需加人過(guò)量的氯，具有生成含氯消毒副產(chǎn)物的潛能而不適宜用于微污染水源中的氨氮去除。王濤等人針對(duì)城市污水氮磷濃度較低的特點(diǎn)，結(jié)合城市污水處理旁路污泥減量的技術(shù)，探索利用了鳥(niǎo)糞石結(jié)晶沉淀法回收污水中的氮磷，通過(guò)鳥(niǎo)糞石沉淀反應(yīng)，氮去除率最高可達(dá)51%。CN10104150提出了一種臭氧催化氧化強(qiáng)化去除水中氨氮的方法，既可以處理高濃度氨氮廢水，也可以處理低濃度氨氮廢水；可在常溫常壓下進(jìn)行，且催化劑可進(jìn)行恢復(fù)處理，不會(huì)造成二次污染，但氨氮不能高效去除，成本高。目前，在國(guó)內(nèi)外采用的脫氨氮工藝中，物理化學(xué)法運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境造成二次污染，其應(yīng)用了受到一定限制；生物脫氮法能較為有效、徹底地去除氮，且比較經(jīng)濟(jì)，因而得到廣泛應(yīng)用。然而，對(duì)于低濃度(< 5mg/L)氮的去除存在一定的局限性，因此，探究一種生物制劑，100%去除水體中低濃度氮具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)自然水體中低濃度氮磷高效去除率的技術(shù)不足，提供了一種生物制劑的合成方法，該生物藥劑類似于血紅蛋白，將其注射到水體里的黑魚(yú)中，使得魚(yú)體血液當(dāng)中產(chǎn)生一種能與水體中的氮結(jié)合能力強(qiáng)的物質(zhì)，導(dǎo)致魚(yú)對(duì)氮具有生物濃縮作用，濃縮因子達(dá)到幾千或幾萬(wàn)，從而把周?chē)h(huán)境中的氮去除掉，解決了水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。本發(fā)明所采用的原料為雞血、枸櫞酸鈉抗凝劑、葡萄糖、磷酸氫二鉀、蘋(píng)果酸、甘露醇、單硝酸異山梨醇酯、異亮氨基酸、硫代硫酸鈉等合成一種類似于血紅蛋白的生物制齊U，其最大的特點(diǎn)在于可注射到黑魚(yú)體內(nèi)，導(dǎo)致魚(yú)對(duì)氮的生物濃縮達(dá)到幾千甚至幾萬(wàn)，ιοο%去除水中低濃度氨氮。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種去除天然水體中低濃度氨氮的生物制劑的合成方法，該方法采用雞血、枸櫞酸鈉抗凝劑、葡萄糖、磷酸氫二鉀、蘋(píng)果酸、甘露醇、單硝酸異山梨醇酯、異亮氨基酸、硫代硫酸鈉等為原料，最終調(diào)節(jié)ρΗ=7. (Γ8. 0，其中，新鮮雞血用量5(T60mL，枸櫞酸鈉抗凝劑2g，葡萄糖溶液5 10mL，磷酸氫二鉀2. Γ2. 5g，甘露醇l(T20mL、單硝酸異山梨醇酯5 8mL，異亮氨酸6 IOmL (20ug/L)。本發(fā)明中類似血紅蛋白的生物制劑的合成過(guò)程
(1)取5(T60mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入r2g枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心^lOmin后，提取上層淺黃色的血漿； (2 )將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在3(T40 ° C恒溫水浴中放置f 2h，加入2%的葡萄糖溶液5 10mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 15^0. 20um濾膜過(guò)濾除菌；
(3)將2.Γ2. 5g磷酸氫二鉀、I. 5 2. Og氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫高壓滅菌3(T40min，冷卻至6(Γ70° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；
(4)待溶液冷卻至40 45°C下時(shí)，加入2(T25mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)ρΗ=4. 0 7. O ;
(5)在上述溶液中加入l(T20mL甘露醇、5 8mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在70 80° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸6 IOmL，在120° C下滅菌10 15min，補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，調(diào)整ρΗ=5. (Γ7.0后，滅菌15 20min后，冷卻，靜置，至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清夜；
(6)在上述清夜中加入硫代硫酸鈉O.2^0. 25g,0. lmol/L氯化鈉溶液2 5mL，調(diào)節(jié)ρΗ=7. (Γ8. 0，于115° C滅菌l(Tl5min，冷卻至50 55° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫3^10° C下避光保存，備用。本發(fā)明制備得到的類似血紅蛋白的生物制劑，其特征在于，外觀為無(wú)色透明液體，易于吸收，半衰期長(zhǎng)，給藥周期少，需在低溫3 10° C下保存。本發(fā)明制備得到的生物制劑，類似于血紅蛋白，將其注射到水體里的黑魚(yú)中，使得魚(yú)體血液當(dāng)中產(chǎn)生一種能與水體中的氮結(jié)合能力強(qiáng)的物質(zhì)，導(dǎo)致魚(yú)對(duì)氮具有生物濃縮作用，濃縮因子達(dá)到幾千或幾萬(wàn)，從而100%去除周?chē)h(huán)境中的氮，解決了水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題。本發(fā)明的有益效果是
(O制得的試劑易于存儲(chǔ)，半衰期長(zhǎng)，給藥周期少，適用PH范圍為4. (Γ10. O ；
(2)完全采用生物技術(shù)，工藝簡(jiǎn)單，不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)二次污染；
(3)產(chǎn)品純度高，能100%去除水體中低濃度的氨氮。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明所采用的原料為
雞血、枸櫞酸鈉抗凝劑、葡萄糖、磷酸氫二鉀、蘋(píng)果酸、甘露醇、單硝酸異山梨醇酯、異亮氨基酸、硫代硫酸鈉等合成一種類似于血紅蛋白的生物制劑，其最大的特點(diǎn)在于可注射到魚(yú)體內(nèi)，導(dǎo)致魚(yú)對(duì)氮的生物濃縮達(dá)到幾千甚至幾萬(wàn)，100%去除水中低濃度氨氮。
本發(fā)明具體合成步驟
(1)取5(T60mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入r2g枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心^lOmin后，提取上層淺黃色的血漿；
(2)將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在3(T40°C恒溫水浴中放置l 2h，加入濃度2%的葡萄糖溶液5 10mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 15 O. 20um濾膜過(guò)濾除菌；
(3)將2.Γ2. 5g磷酸氫二鉀、I. 5 2. Og氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫高壓滅菌3(T40min，冷卻至6(Γ70° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；
(4)待溶液冷卻至40 45°C下時(shí)，加入2(T25mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)pH=4. 0 7. O ；
(5)在上述溶液中加入l(T20mL甘露醇、5 8mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在70 80° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸6 IOmL，在120° C下滅菌10 15min，補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，調(diào)整ρΗ=5. (Γ7.0后，滅菌15 20min后，冷卻，靜置，直至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清液；
(6)在上述清液中加入硫代硫酸鈉O.2^0. 25g，O. lmol/L氯化鈉溶液2 5mL，調(diào)節(jié)ρΗ=7. (Γ8. 0，于115° C滅菌l(Tl5min，冷卻至50 55° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫3^10° C下避光保存，備用。本發(fā)明的生物制劑的使用方法
準(zhǔn)備5000mL低溫低濁廢水(N含量達(dá)f 3mg/L)，將該生物制劑注射到黑魚(yú)體內(nèi)，注射劑的量為黑魚(yú)質(zhì)量的O. 19Γ0. 2%，給藥期為三天，每天注射一次，最后檢測(cè)水體中的氨氮含量。實(shí)例I
取50mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入Ig枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心5min后，提取上層淺黃色的血漿；
將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在30° C恒溫水浴中放置lh，加入2%的葡萄糖溶液5mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 15um濾膜過(guò)濾除菌；將2. Ig磷酸氫二鉀、I. 5g氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫 高壓滅菌30min，冷卻至60° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；待溶液冷卻至40° C下時(shí)，加入20mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)pH=4. O ；
在上述溶液中加入IOmL甘露醇、5mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在70° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸6mL ,在120° C下滅菌IOmin,補(bǔ)充蒸發(fā)的水分,調(diào)整pH=5. O后，滅菌15min后，冷卻，靜置，至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清液；在上述清液中加硫代硫酸鈉O. 2g，O. lmol/L氯化鈉溶液2mL，調(diào)節(jié)pH=7. 0，于115° C滅菌lOmin，冷卻至50° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫3° C下避光保存，備用。準(zhǔn)備5000mL低溫低濁廢水(N含量達(dá)lmg/L)，將該制劑注射到黑魚(yú)體內(nèi)，注射劑的量為黑魚(yú)質(zhì)量的O. 1%，給藥期為三天，每天注射一次，最后檢測(cè)水體中的氨氮含量。結(jié)果表明該生物制劑在黑魚(yú)體內(nèi)對(duì)氮的濃縮因子達(dá)到18500，檢測(cè)不到水體中氨氮的含量，即100%去除水中低濃度的氨氮。實(shí)例2
取55mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入I. 5g枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心Smin后，提取上層淺黃色的血漿；將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在35° C恒溫水浴中放置I. 5h，加入2%的葡萄糖溶液8mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 18um濾膜過(guò)濾除菌； 將2.3g磷酸氫二鉀、I. Sg氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫高壓滅菌35min，冷卻至65° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；
待溶液冷卻至42° C下時(shí)，加入22mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)pH=5.0 ;
在上述溶液中加入15mL甘露醇、6mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在75° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸8mL ,在120° C下滅菌12min,補(bǔ)充蒸發(fā)的水分,調(diào)整pH=6. O后，滅菌ISmin后，冷卻，靜置，至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清液；在上述清液中加入硫代硫酸鈉O. 23g,0. lmol/L氯化鈉溶液4mL,調(diào)節(jié)pH=7. 5,于115° C滅菌12min，冷卻至52° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫5° C下避光保存，備用。準(zhǔn)備5000mL低溫低濁廢水(N含量達(dá)2mg/L)，將該制劑注射到黑魚(yú)體內(nèi)，注射劑的量為黑魚(yú)質(zhì)量的O. 15%，給藥期為三天，每天注射一次，最后檢測(cè)水體中的氨氮含量。結(jié)果表明該生物制劑在黑魚(yú)體內(nèi)對(duì)氮的濃縮因子達(dá)到22500，檢測(cè)不到水體中氨氮的含量，即100%去除水中低濃度的氨氮。實(shí)例3
取60mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入2g枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心IOmin后，提取上層淺黃色的血漿；
將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在40 ° C恒溫水浴中放置2h，加入2%的葡萄糖溶液10mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 20um濾膜過(guò)濾除菌；將2.5g磷酸氫二鉀、2. Og氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫高壓滅菌40min，冷卻至70° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；
待溶液冷卻至45° C下時(shí)，加入25mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)pH=7. O ；
在上述溶液中加入20mL甘露醇、8mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在80° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸IOmL ,在120° C下滅菌15min,補(bǔ)充蒸發(fā)的水分,調(diào)整pH=7. O后，滅菌20min后，冷卻，靜置，至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清夜；在上述清液中加入硫代硫酸鈉O. 25g,0. lmol/L氯化鈉溶液5mL,調(diào)節(jié)pH=8. O,于115° C滅菌15min，冷卻至55° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫10° C下避光保存，備用。準(zhǔn)備5000mL低溫低濁廢水(N含量達(dá)3mg/L)，將該制劑注射到黑魚(yú)體內(nèi)，注射劑的量為黑魚(yú)質(zhì)量的O. 2%，給藥期為三天，每天注射一次，最后檢測(cè)水體中的氨氮含量。結(jié)果表明該生物制劑在黑魚(yú)體內(nèi)對(duì)氮的濃縮因子達(dá)到24500，檢測(cè)不到水體中氨氮的含量，即100%去除水中低濃度的氨氮。
權(quán)利要求
1.一種富集自然水體中氨氮含量的生物制劑合成及其應(yīng)用，其特征在于以雞血、枸櫞酸鈉抗凝劑、葡萄糖、磷酸氫二鉀、蘋(píng)果酸、甘露醇、單硝酸異山梨醇酯、異亮氨基酸、硫代硫酸鈉等為原料，合成一種類似于血紅蛋白的生物制劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種富集自然水體中氨氮含量的生物制劑合成及其應(yīng)用，其特征在于具體制備過(guò)程為(1)取5(T60mL新鮮雞血，用殺菌紗布濾去不溶物后，加入Hg枸櫞酸鈉抗凝劑，置于比容管中，離心^lOmin后，提取上層淺黃色的血漿；(2)將上述血漿置于50mL具塞比色管中，在3(T40°C恒溫水浴中放置f 2h，加入2%的葡萄糖溶液5 10mL，混合均勻，轉(zhuǎn)移至IOOmL容量瓶中，用去離子水定容，再用O. 15^0. 20um濾膜過(guò)濾除菌；(3)將2.Γ2. 5g磷酸氫二鉀、I. 5 2. Og氯化鈉溶解于IOOmL去離子水中，攪拌，待完全溶解后高溫高壓滅菌3(T40min，冷卻至6(Γ70° C，再加入濾膜除菌后的血漿溶液；(4)待溶液冷卻至40 45°C下時(shí)，加入2(T25mL蘋(píng)果酸，調(diào)節(jié)ρΗ=4. 0 7. O ;(5)在上述溶液中加入l(T20mL甘露醇、5 8mL單硝酸異山梨醇酯，攪拌，維持溫度在.70 80° C，并以無(wú)菌操作加入20ug/L異亮氨酸6 IOmL，在120° C下滅菌10 15min，補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，調(diào)整ρΗ=5. (Γ7.0后，滅菌15 20min后，冷卻，靜置，至燒杯內(nèi)溶液分層，經(jīng)無(wú)菌過(guò)濾得到上層無(wú)色清液；(6)在上述清液中加入硫代硫酸鈉O.2^0. 25g,0. lmol/L氯化鈉溶液2 5mL，調(diào)節(jié)ρΗ=7. (Γ8. 0，于115° C滅菌l(Tl5min，冷卻至50 55° C，混合后倒入滅菌試管中，在低溫.3^10° C下避光保存，備用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種去除天然水體中低濃度氨氮的生物制劑的合成方法，該方法采用雞血、枸櫞酸鈉抗凝劑、葡萄糖、磷酸氫二鉀、蘋(píng)果酸、甘露醇、單硝酸異山梨醇酯、異亮氨基酸、硫代硫酸鈉等為原料，在pH=4.0~8.0、高溫為115~120°C條件下多次滅菌，反應(yīng)6~7小時(shí)，制備得到一種類似于血紅蛋白的生物制劑。本發(fā)明與其他生物脫氮法相比，具有工藝簡(jiǎn)單，易于存儲(chǔ)，半衰期長(zhǎng)，給藥周期少，適用pH范圍為4.0~10.0的特點(diǎn)；不會(huì)給環(huán)境帶來(lái)二次污染；產(chǎn)品純度高，能100%去除水體中低濃度的氨氮。
文檔編號(hào)A01K61/00GK102630606SQ20121009558
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月2日
發(fā)明者謝芳, 雷思宇, 雷春生 申請(qǐng)人:常州亞環(huán)環(huán)保科技有限公司