[发明专利]一种利用臭氧处理从污泥中提取蛋白质的方法

说明书

本发明涉及一种利用臭氧处理从污泥中提取蛋白质的方法，包括以下步骤：改性阳离子瓜尔胶的准备或制备；将污泥置于反应容器中，常温条件通入臭氧，氧化反应后得到泥水混合液；向所述泥水混合液中加入改性阳离子瓜尔胶，进行絮凝反应；将絮凝反应后的混合液静置、沉淀，取上清液；将所述上清液过滤得到滤液，该滤液经过沸水浴灭活得到含蛋白质的溶液。与现有技术相比，本发明具有蛋白质提取率高，蛋白质损失低，耗能低，无脱氮负担，无二次污染等优点。

技术领域

本发明涉及污泥资源化处理领域，尤其是涉及一种利用臭氧处理从污泥中提取蛋白质的方法。

背景技术

随着污水处理厂数量大幅增长，由此产生了大量的污泥，目前其年产量已超过4000万吨(含水率80％计)。污泥除了含有从污水中富集的污染物之外，还含有大量的蛋白质(占有机物的50～60％)，经有效提取后能够作为资源再次利用，实现污泥的资源化。

目前已有的污泥蛋白提取方法一般为化学水解如热酸水解、热碱水解、湿氧化法，物理方法如超声法，生物法如酶水解，和联合方法如超声波联合酶法、超声法联合酸法等。

如中国专利文献CN109400671A采用碱性低温水解方法对污泥进行处理，破碎微生物细胞壁，释放蛋白质，采用大孔阴离子交换树脂精制滤液，以得到程度更高的蛋白质溶液；中国专利文献CN101921306A采用热碱工艺(pH＝10～13,105℃～185℃)对污泥中蛋白质进行提取；中国专利文献CN108658411A采用高温湿氧化法，在一定的转速和压力下向污泥中通入氧气，湿氧化温度为160℃，释放污泥中细胞内的化合物，加入硫酸铵溶液将溶液中的蛋白质进行沉淀分离；中国专利文献CN107082541A利用高强度超声波水解污泥来回收污水处理厂污泥中蛋白质和磷的系统；中国专利文献CN108753883A采用低强度超声波强化酶解污泥来提取蛋白质；中国专利文献CN108949574A采用超声波与木瓜蛋白酶联合处理污泥，并用硫酸铵沉淀法与透析袋吸附法耦合的方式纯化并浓缩蛋白质粗提液，得蛋白质精提液；中国专利文献CN103992371A利用超声法和酸法组合循环提取脱水污泥中蛋白质。

上述方法中，化学法尽管提取效率高，但热酸水解和热碱水解所得的提取液中往往含有高浓度的酸与碱，对后续蛋白质的分离工艺与设备具有较高的要求，容易产生二次污染，高温湿氧化法的成本与能耗高；超声波联合酶法、酸法等处理污泥提蛋白质技术虽然能有效地提高污泥蛋白提取效率，但超声波能耗过大，酶在污泥这个复杂环境中有失活的风险，导致其在实际应用中并不能得到广泛的应用。

氨氮是氨基酸(蛋白质的组成成分)水解的副产物，对其的去除将消耗大量的成本与能耗。而在蛋白质提取的过程中，热酸、热碱、超声波、高温湿氧化等高强度的提取方法往往在使蛋白质溶出的同时造成氨基酸的大量水解，生成氨氮等副产物。这不仅会带来蛋白质的损失、降低蛋白质回收利用率，而且为后续处理处置过程带来了额外的脱氮负担。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的对后续分离设备和工艺要求高、能耗高等缺陷而提供一种高效、副产物氨氮产量低、无二次污染风险、成本低的利用臭氧处理从污泥中提取蛋白质的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用臭氧处理从污泥中提取蛋白质的方法，包括以下步骤：

改性阳离子瓜尔胶的准备或制备；

将污泥置于反应容器中，常温条件通入臭氧，氧化反应后得到泥水混合液；

向所述泥水混合液中加入改性阳离子瓜尔胶，进行絮凝反应；

将絮凝反应后的混合液静置、沉淀，取上清液；

将所述上清液过滤得到滤液，该滤液经过沸水浴灭活得到含蛋白质的溶液。