城市污水廠污泥回收蛋白質(zhì)的技術(shù)研究.pdf

1、作為污水處理廠的必然產(chǎn)物,水體污染物的最終歸趨,脫水污泥的處理處置問(wèn)題已成為當(dāng)前環(huán)保工作的重點(diǎn)。如果不經(jīng)過(guò)合理、安全的處置,污泥中所含的病原體、重金屬、持久性有機(jī)污染物等物質(zhì)將有可能帶來(lái)二次污染,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及人類健康安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。填埋、焚燒、堆肥等傳統(tǒng)的污泥處理方法存在處理成本過(guò)高,對(duì)污泥中所含的生物質(zhì)資源利用不充分等問(wèn)題。在當(dāng)前循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想下,如何在安全高效的處理基礎(chǔ)上,將污泥資源化成為了環(huán)境科技領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
　　

2、本文旨在研究處理污泥的同時(shí),嘗試?yán)闷渲兴纳镔|(zhì)資源,即:通過(guò)強(qiáng)酸加熱、強(qiáng)堿加熱、微波及強(qiáng)堿超聲等處理手段,對(duì)污泥進(jìn)行處理,回收蛋白質(zhì);分析了能量輸入、pH、處理時(shí)間、污泥含水率等因素對(duì)污泥蛋白質(zhì)回收效率的影響;對(duì)比了不同處理手段在最優(yōu)工藝條件下的污泥蛋白質(zhì)回收率及經(jīng)濟(jì)成本。
　　為確定最優(yōu)回收方案,本文研究了不同因素對(duì)污泥蛋白質(zhì)回收效率的影響。結(jié)果顯示,能量輸入對(duì)污泥蛋白質(zhì)回收率影響顯著。加熱和微波輻射等手段回收污泥蛋白質(zhì)時(shí)

3、,液相溫度顯著影響回收效果:酸熱法最佳反應(yīng)溫度為120℃;堿熱法最佳反應(yīng)溫度為100℃;微波法最佳反應(yīng)溫度為110℃;均屬于中等溫度范圍,對(duì)設(shè)備要求不高。能密度在超聲回收污泥蛋白質(zhì)過(guò)程影響較顯著,最佳的能密度值為7W/ml。
　　污泥混合液pH在回收污泥蛋白質(zhì)過(guò)程中影響顯著,堿法時(shí)最佳反應(yīng)pH為12.5,酸法時(shí)為2。此外,無(wú)論初始酸性或堿性有多強(qiáng),反應(yīng)完全后污泥混合液pH均趨于中性。微波輻射法處理污泥時(shí),污泥混合液為酸性環(huán)境時(shí)蛋白

4、質(zhì)回收率很低,堿性條件下污泥蛋白質(zhì)回收率相對(duì)較高。
　　在達(dá)到相同的回收效果時(shí),微波和超聲所需要的時(shí)間較短,加熱法所需要的時(shí)間較長(zhǎng),微波和超聲的最佳輻射時(shí)間分別為3min和20min,強(qiáng)酸加熱和強(qiáng)堿加熱的最佳處理時(shí)間分別為4h和4.5h。污泥含水率對(duì)污泥蛋白質(zhì)提取的影響程度相對(duì)較小,現(xiàn)行污水處理廠產(chǎn)生的脫水污泥可直接用以提取污泥蛋白質(zhì),無(wú)需其他預(yù)處理工序。
　　應(yīng)用四因素四水平的L16(4^5)正交實(shí)驗(yàn)取得各回收方法的最優(yōu)方

5、案,強(qiáng)堿加熱和強(qiáng)堿超聲法在最優(yōu)回收工藝下的蛋白質(zhì)回收率分別為73.56％和66.30%,強(qiáng)酸加熱和微波法在最優(yōu)回收工藝下的蛋白質(zhì)回收率分別為48.12%和54%。從蛋白質(zhì)回收率、回收液蛋白質(zhì)濃度和污泥減少率三方面綜合考慮各法的處理能力,結(jié)果顯示強(qiáng)堿超聲的處理能力最好,其次為強(qiáng)酸加熱法和強(qiáng)堿加熱法,微波法的綜合處理能力最弱。
　　對(duì)比了四種回收方法得到的蛋白質(zhì)發(fā)泡特性。結(jié)果顯示,上述方法得到的蛋白質(zhì)的發(fā)泡倍數(shù)均可達(dá)到泡沫發(fā)泡劑的生產(chǎn)