申请日2012.06.14
公开(公告)日2012.09.26
IPC分类号C07K1/30
摘要
一种微波回收污泥蛋白的方法，它涉及污泥蛋白的回收方法。本发明要解决现有的污泥蛋白回收方法成本高、能耗大和处理时间长等的问题。微波回收污泥蛋白的方法按以下步骤进行：一、将污泥在温度为80～160℃、微波功率为300～1000W的条件下，处理0.5～10min，得污泥混合液;二、将污泥混合液离心，向上清液中加入硫酸铵溶液，至蛋白质沉淀完全，然后离心分离，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀烘干。本发明的微波回收条件相对于其他回收方法温和许多，反应的温度要求较低，且反应时间短，安全性高，能耗小，效率高。本发明的蛋白质的回收率为88%～90%，污泥减少率为33%～40%。本发明用于回收污泥蛋白。
权利要求书
1.一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于微波回收污泥蛋白的方法按以下步骤进 行：
一、将污泥置于微波处理器中，在温度为80～160℃、微波功率为300～1000W的条件 下，微波处理0.5～10min，得到污泥混合液;
二、将步骤一得到污泥混合液离心分离，得到沉淀和上清液;回收沉淀;向上清液中 加入硫酸铵溶液，至上清液中的蛋白质沉淀完全，然后在温度为0～10℃的条件下，离心 分离，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀烘干，得到粗蛋白，完成污泥蛋白的回收。
2.根据权利要求1所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤一中，在温 度为90～140℃、微波功率为500～800W的条件下，微波处理1～8min，得到污泥混合液。
3.根据权利要求1所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤一中，在温 度为100～120℃、微波功率为600～700W的条件下，微波处理2～5min，得到污泥混合液。
4.根据权利要求1或2所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中，将 步骤一得到污泥混合液，在转速为2000～6000r/min的条件下，离心15～30min，得到沉淀 和上清液。
5.根据权利要求1或2所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中，将 步骤一得到污泥混合液，在转速为3000～5000r/min的条件下，离心20～25min，得到沉淀 和上清液。
6.根据权利要求1所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中所述硫 酸铵溶液的质量分数为30%～55%。
7.根据权利要求1所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中向上清 液中加入硫酸铵溶液，至上清液中的蛋白质沉淀完全，然后在温度为4～8℃的条件下，离 心分离。
8.根据权利要求1或2所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中上清 液中的蛋白质沉淀完全后，在温度为0～10℃的条件下，在转速为3000～10000r/min的条件 下，离心5～30min，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀烘干，得到粗蛋白，完成污泥蛋白的 回收。
9.根据权利要求1或2所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中上清 液中的蛋白质沉淀完全后，在温度为0～10℃的条件下，在转速为5000～8000r/min的条件下， 离心10～20min，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀烘干，得到粗蛋白，完成污泥蛋白的回收。
10.根据权利要求9所述的一种微波回收污泥蛋白的方法，其特征在于步骤二中将蛋白 质沉淀在40～70℃的条件下，烘干48～96h，得到粗蛋白，完成污泥蛋白的回收。
说明书
一种微波回收污泥蛋白的方法
技术领域
本发明涉及污泥蛋白的回收方法。
背景技术
污水处理厂排放的脱水污泥中含有大量生物质资源。一般情况下，干燥的剩余污泥中 微生物干重约占40%，其成分以细菌、原生动物为主;其中，细菌约占污泥微生物总量的 90%～95%。干燥的细菌菌体，蛋白质含量通常为50%～60%，干燥的原生动物体内蛋白质 含量则接近80%。而且，污泥中微生物在新陈代谢过程中所分泌的胞外多聚物(EPS)中亦 含有大量蛋白质、氨基酸等组分。
通过以上分析可以看出，剩余污泥中蛋白质含量较高(我国污水生物处理单元产生的 剩余污泥中，蛋白质含量约占干重的43%左右)，利用剩余污泥为原料，提取其中的蛋白 质具有巨大的实际应用价值。
目前国内外对于污泥蛋白回收的方法主要有化学法和生物法。化学法主要包括加热法 和酸碱水解法。采用加热法时，为了将细胞壁中的脂肪溶解，需要将温度保持在150℃以上， 加热时间在4h以上。这些方法，能耗高，效率低，投加的酸碱对设备腐蚀性强，使污泥蛋 白营养成分损失大，且处理后的混合液pH严重偏离中性水平，必须进行酸碱度调节才能进 入后续处理阶段。
生物法回收污泥蛋白是指，通过向污泥中投加酶制剂，使菌体中的蛋白质释放出来， 再加以富集、提取，从而获得蛋白质。该法能耗低，对菌体蛋白质的破坏作用小，反应温 和，操作条件好，且投加药剂对反应器无腐蚀性等优点，但是生物酶来源范围窄，生产成 本高，加大了回收污泥蛋白的成本。
发明内容
本发明要解决现有的污泥蛋白回收方法成本高、能耗大和处理时间长等的问题，而提 供一种微波回收污泥蛋白的方法。
本发明微波回收污泥蛋白的方法按以下步骤进行：
一、将污泥置于微波处理器中，在温度为80～160℃、微波功率为300～1000W的条 件下，微波处理0.5～10min，得到污泥混合液;
二、将步骤一得到污泥混合液离心分离，得到沉淀和上清液;回收沉淀;向上清液中 加入硫酸铵溶液，至上清液中的蛋白质沉淀完全，然后在温度为0～10℃的条件下，离心 分离，得到蛋白质沉淀，将蛋白质沉淀烘干，得到粗蛋白，完成污泥蛋白的回收。
本发明微波回收污泥蛋白的方法的工作原理为：能产生偶极距的物质如水分子、蛋白 质等吸收微波频率范围的能量，使得污泥絮体结构和细菌细胞壁破裂，从而释放污泥内部 的蛋白质等大分子物质。
本发明的关键是利用微波破解污泥，污泥是从内部开始升温，能耗利用率高，处理时 间短，环境友好。本发明的方法对污泥含水率要求不高，初沉池、二沉池和脱水污泥均可 直接被消解，无需其他预处理，不需加入任何化学药品，且处理后无需调节pH，工艺程序 简单，在保证回收效果的前提下，缩短了处理时间，降低了生产能耗和成本，所得到的污 泥残渣可以二次利用，不造成二次污染，实现了污泥的资源化、减量化、无害化处理，易 于实现工业应用的目的。
本发明中微波回收条件相对于其他回收方法温和许多，反应的温度要求较低(本发明 中反应温度为80～160℃)，且反应时间短(本发明中反应时间仅为0.5～10min)，安全性 高，能耗小，效率高。
本发明利用微波处理剩余污泥，通过离心得到上清液，上清液中蛋白质的提取率达到 38%～50%，在上清液中加入硫酸铵通过盐析得到蛋白质的回收率为88%～90%，污泥减少 率达到33%～40%。
本发明用于回收污泥蛋白。
