【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境微生物工程及生物活性炭，具体是一种用于去除短链烃类vocs生物触酶的制备方法和应用。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，中国石油化工产业广泛应用于国民经济的各个领域，在石化产业飞速发展的趋势下，挥发性有机化合物(vocs)的排放量逐年增加。vocs参与大气环境中臭氧和二次气溶胶的形成，其对区域性大气臭氧污染、pm2.5污染具有重要的影响，大多数vocs具有令人不适的特殊气味，并具有毒性、刺激性、致畸性和致癌作用。对于石化行业而言，vocs主要包括挥发性有机气体和轻烃类，主要来自石化装置设备与管阀件泄漏、各类贮罐的呼吸、装置尾气、油品装运挥发、废水处理系统逸散等无组织排放，无组织排放的vocs具有物质种类多、排放无规则、排放总量大等特点，很难对其进行实时监测与管理，vocs的处理情况日益严苛。
2、针对废水集输系统排放的无组织vocs，主要成分为c3～c8烃类。传统的短链烃类vocs处理方法，包括吸收法、催化燃烧法、热力燃烧法、光解法、活性吸附法等，其中，活性炭吸附法常用于中低浓度vocs处理。废气中vocs浓度高、气量大，然而活性炭对c3～c6短链烃类气体吸附容积低，导致大量vocs治理所使用的活性炭吸附装置的应用效果并不理想。生物活性炭具备一定的vocs降解作用，但由于附着在活性炭上的微生物存活条件苛刻，对湿度和温度要求较高，在处理应用中为保证微生物生存环境，需要增加升温系统和喷淋系统。因此在使用生物活性炭替换常规活性炭进行vocs处理时，极大地提高了设备投资和运行费用。针对废水集输系统废气排放点
3、生物酶作为一种生物催化剂被广泛应用，为保证生物酶的长效性，生物酶经常被固定化使用。固定酶的方法主要有包埋法、化学交联法、共价结合法和吸附法等，其中，吸附法具有处理方式简单、成本低、酶活性保持度较高等优势。活性炭作为吸附载体，可利用范德华力将酶分子吸附于其表面和孔隙内，较高的吸附量以及较大的表面积使得酶与底物的接触机会增多，提升酶的作用效果。而将微生物结合于活性炭表面与孔隙中，酶的存在可为微生物提供适宜的生存环境，而微生物则会继续产生大量的酶对脱落的酶进行补充。
4、以高质量活性炭为载体负载vocs有效菌种和生物酶制成的生物触酶，能够弥补常规生物活性炭在处理废水集输系统排放的无组织vocs的不足。用生物酶强化微生物菌种，提高菌种在常规温度和湿度下的存活时间，提高微生物菌种活性，加强菌种降解vocs的效率和效果。对比常规的活性炭吸附和生物活性碳技术，具有分解效率更快、反应更彻底、处理效果更好的优点。该技术能够极大地缩小了活性炭的用量，延长活性炭的使用寿命，可以显著降低成本。生物触酶对污水集输系统vocs废气的治理，具有较高的社会价值和经济价值，极具发展潜力。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术的目的，在于将高质量活性炭吸附、有效菌种降解和生物酶强化过程相结合，提供一种用于去除短链烃类vocs的复合型生物触酶材料，可以高效降解特定目标污染物，同时减少活性炭用量、延长活性炭使用周期，降低能源消耗与运行成本。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、本专利技术提供一种生物触酶材料，包括a菌、a菌的生物酶发酵液和活性炭；所述a菌为嗜碱假单胞菌(pseudomonas alcaliphila)lsd-1，保藏编号为cgmcc 28827。
4、上述技术方案中，进一步地，所述活性炭为碘吸附值≥1000mg/g，四氯化碳吸附值(ctc)≥60％，黑色片状或柱状活性炭产品。
5、上述技术方案中，进一步地，所述a菌来源于受石油烃类污染的表层土壤。
6、上述技术方案中，进一步地，所述生物触酶材料为a菌菌液和生物酶发酵液混合后，浸泡活性炭1～2h；a菌菌液浓度大于10亿个/ml。
7、上述技术方案中，进一步地，所述a菌菌液和生物酶发酵液的体积比为0.5～1.5:1；a菌菌液和生物酶发酵液的混合液与活性炭的体积比为1.5～2.5:1。
8、上述技术方案中，进一步地，所述生物酶发酵液的制备方法为：a菌接种于无机盐液体培养基发酵，发酵中通入丙烷与丁烷混合气体，得到a菌发酵液，离心过滤，将菌体与发酵液分离，得到含有生物酶的发酵液。
9、上述技术方案中，进一步地，所述a菌接种量为3-5％；所述无机盐液体培养基：nh4no3 1.0g/l，kh2po4 0.5g/l，na2hpo4 1.5g/l，nacl 1.0g/l，mgso4·7h2o 0.2g/l，121℃，20min湿热灭菌。
10、上述技术方案中，进一步地，所述发酵条件为27～30℃，ph 6.0～5.5。
11、上述技术方案中，进一步地，所述丙烷和丁烷混合气体加入量为3％，所述丙烷和丁烷混合比例为1:1。
12、本专利技术另一方面提供了前述生物触酶材料在去除短链烃类vocs中的应用。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术筛选了一株新的高效降解vocs的菌种嗜碱假单胞菌(pseudomonas alcaliphila)lsd-1，并将该菌种的生物酶发酵液与该菌液混合，负载高质量活性炭得到生物触酶材料，经驯化的微生物和生物酶固定在活性炭表面与孔隙中，生物酶为特定菌种提供更加适宜稳定的生存环境，提高微生物对恶劣环境的适应性，强化提高菌种活性和存活时间，加强了菌种对短链烃类vocs的降解效果，减少活性炭的使用量，活性炭给菌种提供可附着表面，经过筛选驯化的菌种，可高效降解被活性炭吸附的短链烃类，活性炭吸附的污染物被微生物分解后，其吸附孔隙可被重新释放，从而利用微生物对活性炭进行再生，提高活性炭吸附性能，延长活性炭使用寿命，减少资源消耗，有效降低成本。本专利技术的生物触酶材料可用于废水处理系统或净化装置中作为吸附降级去除水体及环境中vocs污染。
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1.一种生物触酶材料，其特征在于，包括A菌、A菌的生物酶发酵液和活性炭；所述A菌为嗜碱假单胞菌(Pseudomonas alcaliphila)LSD-1，保藏编号为CGMCC 28827。
2.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述活性炭为碘吸附值≥1000mg/g，四氯化碳吸附值(CTC)≥60％，黑色片状或柱状活性炭产品。
3.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述A菌来源于受石油烃类污染的表层土壤。
4.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述生物触酶材料为A菌菌液和生物酶发酵液混合后，浸泡活性炭1～2h；A菌菌液浓度大于10亿个/mL。
5.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，A菌菌液和生物酶发酵液的体积比为0.5～1.5:1；A菌菌液和生物酶发酵液的混合液与活性炭的体积比为1.5～2.5:1。
6.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述生物酶发酵液的制备方法为：A菌接种于无机盐液体培养基发酵，发酵中通入丙烷与丁烷混合气体，得到A菌发酵液，离心过滤，将菌体
7.根据权利要求5所述的生物触酶材料，其特征在于，所述A菌接种量为3-5％；所述无机盐液体培养基：NH4NO3 1.0g/L，KH2PO4 0.5g/L，Na2HPO4 1.5g/L，NaCl 1.0g/L，MgSO4·7H2O 0.2g/L，121℃，20min湿热灭菌。
8.根据权利要求5所述的生物触酶材料，其特征在于，所述发酵条件为27～30℃，pH6.0～5.5。
9.根据权利要求5所述的生物触酶材料，其特征在于，所述丙烷和丁烷混合气体加入量为3％，所述丙烷和丁烷混合比例为1:1。
10.权利要求1～9任一项所述生物触酶材料在去除短链烃类VOCs中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种生物触酶材料，其特征在于，包括a菌、a菌的生物酶发酵液和活性炭；所述a菌为嗜碱假单胞菌(pseudomonas alcaliphila)lsd-1，保藏编号为cgmcc 28827。
2.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述活性炭为碘吸附值≥1000mg/g，四氯化碳吸附值(ctc)≥60％，黑色片状或柱状活性炭产品。
3.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述a菌来源于受石油烃类污染的表层土壤。
4.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，所述生物触酶材料为a菌菌液和生物酶发酵液混合后，浸泡活性炭1～2h；a菌菌液浓度大于10亿个/ml。
5.根据权利要求1所述的生物触酶材料，其特征在于，a菌菌液和生物酶发酵液的体积比为0.5～1.5:1；a菌菌液和生物酶发酵液的混合液与活性炭的体积比为1.5～2.5:1。
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢鲲鹏，宫正，周畅，王宏飞，唐文明，王欢欢，
申请(专利权)人：辽宁师范大学，
类型：发明
国别省市：
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