化學(xué)水解法提取污泥蛋白質(zhì)及其脫水性能研究.pdf

1、近幾年來(lái)，隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化的不斷發(fā)展，污泥產(chǎn)量急劇增長(zhǎng)，污泥的處理處置越來(lái)越受到關(guān)注，如不經(jīng)過合理的處理處置，就會(huì)對(duì)環(huán)境會(huì)造成二次污染，危害人類健康。依據(jù)綠色經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想，將污進(jìn)行泥高效處理、循環(huán)使用，已成為污泥資源化處置的新思路。本文以城市污水處理廠濃縮污泥為試驗(yàn)對(duì)象，研究了熱堿法、熱酸法和超聲波-堿協(xié)同提取污泥蛋白質(zhì)的水解效果及對(duì)污泥脫水性能的影響，提出了優(yōu)化的水解提取蛋白工藝操作條件，并分析了該技術(shù)的應(yīng)用前景。論文主要研

2、究結(jié)果如下：
　?。?）采用熱堿法水解污泥，對(duì)初始pH、溫度、時(shí)間和含水率等因素的影響規(guī)律進(jìn)行了研究，確定其影響程度為：初始pH＞溫度＞污泥含水率＞時(shí)間；并得到優(yōu)化試驗(yàn)的基本操作條件：初始pH為12，溫度為120℃，含水率約為92％，水解時(shí)間為4h。在此條件下，提取上清液中蛋白質(zhì)濃度約為22019.4mg/L，較對(duì)照增加了45.1倍，蛋白質(zhì)提取率達(dá)到88.3%；同時(shí)，污泥比阻降低為1.4×109S2/g左右，污泥脫水性能提高90%

3、以上；對(duì)所得污泥蛋白液進(jìn)行發(fā)泡性能的測(cè)試，蛋白液中蛋白含量越高，尤其是多肽含量越高，其發(fā)泡性越好。在優(yōu)化條件下蛋白液中多肽含量約為6600mg/L，起泡性接近于450%，穩(wěn)定性為85%，符合我國(guó)泡沫滅火劑和混凝土發(fā)泡劑的市售標(biāo)準(zhǔn)；
　?。?）通過熱酸法水解污泥試驗(yàn)，研究了初始pH、溫度、時(shí)間和含水率等主要因素對(duì)提取污泥蛋白質(zhì)及污水脫水性能的影響規(guī)律，確定其影響程度為：初始pH＞溫度＞污泥含水率＞時(shí)間；同時(shí)得到了優(yōu)化試驗(yàn)的操作條件，

4、即初始pH為0.5，溫度為130℃，含水率約為92%，時(shí)間為4h。在此條件下，該污泥上清液的蛋白質(zhì)濃度約為30432.6mg/L，較原污泥上清液提高近62.8倍，蛋白質(zhì)提取率達(dá)到約92.15%。污泥比阻下降到0.66×108S2/g，污泥脫水性能提高了近99%；在優(yōu)化條件下蛋白液中多肽含量約為13800mg/L，起泡性約為650%，穩(wěn)定性約為88%，滿足我國(guó)泡沫滅火劑和混凝土發(fā)泡劑的市售要求；
　?。?）根據(jù)超聲波-堿協(xié)同水解試驗(yàn)

5、研究結(jié)果，初始 pH、功率密度、含水率和反應(yīng)時(shí)間等主要因素對(duì)于水解反應(yīng)的影響程度為：初始pH＞功率密度＞污泥含水率＞反應(yīng)時(shí)間；通過優(yōu)化試驗(yàn)基本確定了較佳的操作條件，即初始pH為12，功率密度為1.67W/mL，超聲時(shí)間為20min，含水率約為94%，在此條件下，提取上清液中的蛋白質(zhì)濃度約為10857.7mg/L，較原污泥上清也提高近19.4倍，提取率達(dá)57.2%；污泥比阻下降為1.2×109S2/g，污泥脫水性能提高了93%以上；優(yōu)化條