RU2019128849A - Ферментная очистка воды - Google Patents

Claims (26)

1. Фильтр, применимый для очистки сточных вод от одного или нескольких опасных для окружающей среды органических веществ, таких как молекулы лекарственных веществ, пластификаторы, антипирены, гербициды, пестициды, фунгициды, косметические средства, тканевые добавки и т.п., содержащий стабильный в отношении H₂O пеноматериал с открытыми порами и один или несколько ферментов, ковалентно связанных с указанным материалом, где указанные ферменты обладают способностью удалять указанные опасные для окружающей среды вещества, и где фильтр является подходящим для размещения в системе модулей в системе для обработки сточных вод, таким образом, что вода будет протекать через один или несколько фильтров, посредством чего вода приводится в контактирование с указанными одним или несколькими ферментами, и указанные ферменты будут удалять любое одно или несколько органических веществ, опасных для окружающей среды, присутствующих в указанной воде, очищая тем самым сточные воды от указанных одного или нескольких органические вещества, опасных для окружающей среды, до степени по меньшей мере 60–95%, предпочтительно по меньшей мере 75–95%, еще более предпочтительно по меньшей мере 80–95%.

2. Фильтр по п. 1, где стабильный в отношении H₂O пеноматериал с открытыми порами выбран из группы, состоящей из поливинилового спирта, материала на основе целлюлозы, полиэтиленимина и сложного полиэфира/полиуретана.

3. Фильтр по любому из пп. 1 или 2, где фильтр содержит поливиниловый спирт.

4. Фильтр по любому из пп. 1 или 2, где материал на основе целлюлозы является целлюлозной пеной.

5. Фильтр по любому из пп. 1 или 2, где материал на основе целлюлозы является пеной хлопковой целлюлозы.

6. Фильтр по любому из пп. 1–5, где органические вещества, опасные для окружающей среды являются молекулами лекарственных веществ, выбранных из группы, состоящей из ципрофлоксацина, циталопрама, кларитромицина, диклофенака, эритромицина, эстрадиола, этинилэстрадиола, флуконазола, ибупрофена, карбамазелина, кетоконазола, левоноргестрела, лозартана, метопролола, метотрексата, напроксена, оксазепама, сертралина, сульфаметоксазола, трамадола, триметроприма, золпидема, кетопрофена, рисперидона, флуоксетина, венлафаксина, офлоксацина, доксициклина, норфлоксацина и тетрациклина.

7. Фильтр по любому из пп. 1–6, где один или несколько ферментов выбраны из группы, состоящей из лакказы, лигнинпероксидазы, эпоксидгидролазы, флавоцитохрома P450 BM3, меламиновой деаминазы, ацетоацетатдекарбоксилазы, дегалогеназы и LinB, и где указанный(е) фермент(ы) модифицируют, чтобы удалять органические вещества, опасные для окружающей среды, при pH 5,5–8,5 и температуре +8°C – 20°C.

8. Применение фильтра по любому из пп. 1–7, где вода, протекающая через фильтр, будет контактировать с одним или несколькими ферментами, присутствующими на поверхности материала фильтра, так что ферменты могут удалять любые опасные для окружающей среды органические вещества, такие как молекулы лекарственных веществ, пластификаторы, антипирены, гербициды, пестициды, фунгициды, косметические средства, тканевые добавки, присутствующие в указанной воде.

9. Модульное устройство (10), содержащее впускное отверстие (1), по меньшей мере одну фильтрационную камеру (2), выпускное отверстие (3), первый клапан (4), соединенный с каждой фильтрационной камерой на ее стороне выше по потоку для регулирования потока воды от впускного отверстия к фильтрационной камере, и второй клапан (5), соединенный с каждой фильтрационной камерой на ее стороне ниже по потоку для регулирования потока воды от фильтрационной камеры к выпускному отверстию, каждая фильтрационная камера (2) содержит верхнюю часть (6), нижнюю часть (7), поверхность стенки (8; 8a; 8b; 8c) и люк (9), где модульное устройство соединено с системой для очистки сточных вод таким образом, что воду, подлежащую обработке, направляют во впускное отверстие (1), предоставляя возможность указанной воде протекать через впускное отверстие (1) к по меньшей мере одной фильтрационной камере (2), и затем протекать через нее к выпускному отверстию (3) модульного устройства, где каждая указанная по меньшей мере одна фильтрационная камера (2) содержит фильтр по любому из пп. 1–7.

10. Модульное устройство по п. 9, дополнительно содержащее переливный канал (11), содержащий разрывную мембрану.

11. Модульное устройство по любому из пп. 9 или 10, дополнительно содержащее расходомер.

12. Применение модульного устройства по любому из пп. 9–11 для очистки сточных вод от любых органических веществ, опасных для окружающей среды, таких как молекулы лекарственных веществ, пластификаторы, антипирены, гербициды, пестициды, фунгициды, косметические средства, тканевые добавки и т.п., на станции водоочистки или в системе для обработки воды.

13. Способ очистки сточных вод от одного или нескольких органических веществ, опасных для окружающей среды, включающий следующие стадии:

a) предоставление одного или нескольких полинуклеотидов, кодирующих один или несколько ферментов, обладающих способностью удалять опасные для окружающей среды органические вещества;

b) получение ферментов рекомбинантным образом в микроорганизмах, трансформированных посредством вектора, такого как плазмида, содержащих полинуклеотид от a), где фермент производят посредством указанного микроорганизма, получая тем самым раствор фермента;

c) добавление раствора фермента к фильтру, где фильтр содержит материал, обладающий способностью к связыванию фермента(ов), где связь(и) фермента(ов) являются ковалентными по отношению к указанному материалу, данный фильтр приводят в контактирование с водой, подлежащей очистке от опасных для окружающей среды органических веществ;

d) применение фильтра в системе для обработки сточных вод, где вода должна быть очищена от одного или нескольких опасных для окружающей среды органических веществ, таким образом, что фильтр ферментативным образом уменьшает содержание и/или удаляет одно или несколько опасных для окружающей среды органических веществ из воды.

14. Способ по п. 13, где вектор на стадии b) содержит сигнальный пептид, связанный с полинуклеотидом, кодирующим фермент, и где сигнальный пептид направляет внеклеточное перемещение полученного фермента.

15. Способ по п. 13 или 14, где фермент получают рекомбинантным образом посредством микроорганизма, способного к внеклеточному получению фермента, таким образом, что фермент перемещают посредством микроорганизма к надосадочной жидкости в культуре указанного микроорганизма.

16. Способ по любому из пп. 13–15, где фермент получают рекомбинантным образом посредством видов E. Coli, Bacillus или в дрожжах.

17. Способ по любому из пп. 13–16, где раствор фермента, полученный на стадии b), является надосадочной жидкостью культуры, содержащей произведенный фермент, которую непосредственным образом добавляют к фильтру на стадии c) для того, чтобы ковалентно связать ферменты в фильтре.

18. Способ по любому из пп. 13–17, где один или несколько ферментов выбраны из группы, состоящей из лакказы, лигнинпероксидазы, эпоксидгидролазы, флавоцитохрома P450 BM3, меламиновой деаминазы, ацетоацетатдекарбоксилазы, дегалогеназы и LinB, и где указанный(е) фермент(ы) модифицируют, чтобы удалять органические вещества, опасные для окружающей среды, при pH 5,5–8,5 и температуре +8°C – 20°C.

19. Способ по любому из пп. 13–18, где материалом фильтра является стабильный в отношении H₂O пеноматериал с открытыми порами.

20. Способ по любому из пп. 13–19, где на стадии c) фильтр содержит материал, выбранный из группы, содержащей поливиниловый спирт, материал на основе целлюлозы, полиэтиленимин и сложный полиэфир/полиуретан.

21. Способ по любому из пп. 13–20, где фильтр содержит поливиниловый спирт.

22. Способ по любому из пп. 13–21, где материал на основе целлюлозы является хлопковой целлюлозой или целлюлозной пеной.