生態(tài)環(huán)境部將重點開展長江經(jīng)濟帶工業(yè)園區(qū)污水處理整治
【純水設備www.zzdsjc.com】循環(huán)利用是城市污泥處理處置的必然趨勢。污泥中豐富的蛋白質(zhì)作為動物飼料添加劑、發(fā)泡劑原料和肥料的回收利用是一個新的研究方向。蛋白質(zhì)回收包括污泥水解提取蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)純化分離、污泥蛋白質(zhì)的開發(fā)利用三個步驟。其中，熱堿法、熱酸法、超聲波堿法、超聲波酶法提取蛋白質(zhì)的提取率均在65%以上。在蛋白質(zhì)純化過程中，循環(huán)水解和膜技術(shù)可以進一步提高提取液中的蛋白質(zhì)濃度純水設備，鹽出沉淀和等電沉淀可以回收85%以上的蛋白質(zhì)。動物飼料添加劑和肥料是最有前途的應用純化蛋白質(zhì)。最后，提出了城市污泥中蛋白質(zhì)回收利用的研究方向并進行了展望。
本文綜述了污泥蛋白質(zhì)回收利用的研究進展，包括污泥水解法提取蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)純化與分離、污泥蛋白質(zhì)的開發(fā)與應用。
污泥蛋白可作為飼料添加劑和肥料。提出并展望了城市污泥蛋白質(zhì)回收利用的研究方向。
主要內(nèi)容
本文綜述了城市污泥中蛋白質(zhì)回收利用的研究現(xiàn)狀，為今后的研究提供參考。圖1總結(jié)了污泥蛋白回收的技術(shù)路線，包括污泥水解提取蛋白、蛋白質(zhì)純化分離、污泥蛋白的開發(fā)應用三個重要步驟。
污泥水解提取蛋白質(zhì)
從污泥中提取蛋白質(zhì)的關(guān)鍵是找到一種既容易又有效水解污泥，又能破壞微生物體細胞，又能在不破壞大量細胞的前提下釋放細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的方法。表1總結(jié)了污泥水解和蛋白質(zhì)提取的現(xiàn)有方法。
相比之下,可以看出,綜合治療方法比物理方法、化學方法和生物方法提取蛋白質(zhì),其中heat-alkali方法,heat-acid方法,ultrasound-alkali法和ultrasound-enzyme法是目前最有效的方法,并且可以實現(xiàn)萃取率超過65%。
蛋白質(zhì)的純化和分離
污泥水解得到的蛋白質(zhì)提取物是一種混合溶液，含有蛋白質(zhì)、多糖、脂肪、重金屬等物質(zhì)。蛋白質(zhì)分離是后續(xù)產(chǎn)品制備的前提條件。污泥蛋白的純化分離通常采用沉淀結(jié)晶法。為了提高沉淀效果，萃取液一般采用濃縮的方法來提高蛋白質(zhì)的濃度。具體的技術(shù)路線如圖2所示。
污泥蛋白的開發(fā)與應用
污泥蛋白用途廣泛，可作為動物飼料添加劑實驗室純水設備，也可制成泡沫混凝土和泡沫防火劑、發(fā)泡劑和生產(chǎn)肥料，以及紙張增強劑和木材粘合劑。
3.1動物飼料添加劑
我國蛋白質(zhì)飼料資源短缺，對進口的依賴程度不斷提高。污泥蛋白必須滿足至少兩個要求:
1)污泥蛋白與傳統(tǒng)飼料添加劑具有相同的營養(yǎng)價值;
2)污泥蛋白飼料產(chǎn)品安全，不會對動物、人類和生態(tài)產(chǎn)生不良影響。
污泥蛋白質(zhì)產(chǎn)品的必需氨基酸總含量高于3種常用的蛋白質(zhì)飼料添加劑(除色氨酸在酸水解法測定蛋白質(zhì)的過程中被破壞未檢出外純水設備，必需氨基酸全部檢出)，非必需氨基酸在總質(zhì)量中的占比也很高。此外，污泥蛋白質(zhì)產(chǎn)品中粗蛋白含量與啤酒酵母和骨粉相似，總消化養(yǎng)分、維持凈能等含量高于主要飼料�？梢娢勰嗟鞍踪|(zhì)在營養(yǎng)價值上有用作飼料添加劑的潛力。
3.2 發(fā)泡劑
污泥蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑優(yōu)于發(fā)泡性能不穩(wěn)定的植物蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑，和原材料資源有限且制備過程污染嚴重的動物蛋白質(zhì)類發(fā)泡劑而倍受關(guān)注。污泥蛋白質(zhì)發(fā)泡劑可用于制備泡沫滅火劑和泡沫混凝土(圖3)。
3.3 肥 料
污泥堆肥接受度高，應用廣泛，但存在重金屬和其他有毒有害物質(zhì)積累等問題，將蛋白質(zhì)或氨基酸從污泥中提取出來用作肥料，則不存在安全隱患。
除以上用途外，根據(jù)已有報道，污泥蛋白質(zhì)改性處理后，還可用作瓦楞原紙增強劑，以及作為生物質(zhì)資源開發(fā)環(huán)保型木材膠粘劑。
重要結(jié)論
本文總結(jié)了目前污泥蛋白質(zhì)資源化的研究進展，從污泥水解提取蛋白質(zhì)，蛋白質(zhì)的純化分離和污泥蛋白質(zhì)的開發(fā)應用3個方面進行綜述，發(fā)現(xiàn)污泥中蛋白質(zhì)的提取已有較全面的研究，其中熱-堿法、熱-酸法、超聲-堿法和超聲-酶法效果最好，蛋白質(zhì)提取率能超過65%。所得的提取液可通過循環(huán)水解或膜處理進行高效濃縮，隨后鹽析沉淀法或等電點沉淀法可分離出其中85%以上的蛋白質(zhì)。
污泥蛋白質(zhì)的用途豐富，制備肥料、作為發(fā)泡劑制備泡沫蛋白滅火劑及泡沫混凝土已有實際生產(chǎn)案例，且產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。用作動物飼料添加劑雖還處于實驗室研究階段，但營養(yǎng)性已完全達標，在嚴格控制重金屬等有害物質(zhì)的前提下，污泥蛋白質(zhì)對動物是安全的。污泥蛋白質(zhì)同時還具有開發(fā)其他用途的潛質(zhì)。就目前的市場需求、生產(chǎn)效益和可消納污泥量而言，制備肥料和動物飼料添加劑前景最廣闊。
今后研究需要關(guān)注以下幾點：1)部分污泥水解技術(shù)對污泥的破解效果顯著，但其蛋白質(zhì)提取效率還未知實驗室純水設備，后續(xù)可嘗試采用更多的水解方法提高蛋白質(zhì)提取率；2)蛋白質(zhì)提取溶液的濃縮方法眾多純水設備，目前的研究僅涉及膜處理和循環(huán)水解2種，應加強對污泥蛋白質(zhì)提取液最適濃縮方法的研究；3)深入研究循環(huán)水解過程中蛋白質(zhì)的提取和破壞情況，尋找其最優(yōu)化工藝條件；4)關(guān)注不同蛋白質(zhì)提取方法和分離純化技術(shù)作用效果的同時，加強對處理過程中有毒有害物質(zhì)遷移去除的探索；5)進一步研究污泥蛋白質(zhì)飼料的生態(tài)安全，制定科學的標準和使用方法，促進污泥蛋白質(zhì)作為飼料添加劑的更廣泛應用。蘇州皙全皙全純水設備公司可根據(jù)客戶要求制作各種流量的純水設備，超純水設備及軟水處理設備。純水設備，實驗室純水設備。
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