申请日2018.09.30
公开(公告)日2019.01.11
IPC分类号C08B37/00
摘要
本发明涉及一种以市政污水处理厂活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，包括步骤：将活性污泥清洗多次后离心，收集固相泥饼;将固相泥饼和水混合均匀，得到混合液;将混合液加温，并通入直流电;将经过前述处理得到的产物离心，收集上层液相;将收集的上层液相超滤，然后加入氯化钙至沉淀完全，离心后收集沉淀物;将所得沉淀物干燥后研磨成粉末状，得到硫酸多糖提取物。本发明以污水生物处理过程所产生的活性污泥为原料提取硫酸多糖的方法，可以充分利用活性污泥，实现其资源化，变废为宝;提取方法简单，成本低，具有很好的应用前景。
权利要求书
1.一种以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于，包括步骤：
S1：将活性污泥清洗多次后离心，收集固相泥饼;
S2：将固相泥饼和水混合均匀，得到混合液;将所述混合液加温，并通入直流电;
S3：将经过S2处理得到的产物离心，收集上层液相;
S4：将S3收集的上层液相超滤，然后加入氯化钙至沉淀完全，离心，收集沉淀物;
S5：将所述沉淀物干燥后研磨成粉末状，得到硫酸多糖提取物。
2.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S4中，所述离心后，还包括步骤：收集离心后的上层液相，然后加入乙醇，静置，待絮状沉淀完全后离心，收集沉淀;将所述沉淀干燥后研磨成粉末状，得到硫酸多糖提取物。
3.根据权利要求2所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
所述乙醇的质量浓度为90%-98%，至溶液中乙醇的质量浓度为60%时停止加入乙醇，所述静置的时间为1-6小时，离心的转速为4000-5000rpm。
4.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S2中，所述混合液的悬浮固体浓度为3000-8000mg/L，含水率不低于90%。
5.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S1中，所述离心的转速为4000-5000rpm;所述清洗是采用水优选为蒸馏水作为清洗液进行清洗，所述多次为2-4次。
6.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S2中，水优选为蒸馏水，所述加温后的温度为30-80℃，所述直流电的电压为5-30V，所述直流电的通入时间为10-30min。
7.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S3中，所述离心的转速为4000-5000rpm。
8.根据权利要求1所述的以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，其特征在于：
S4中，超滤后的液相体积浓缩至超滤前的50%-60%;所述离心的转速为4000-5000rpm。
说明书
以市政污水处理厂活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法
技术领域
本发明涉及环境工程及化学化工技术领域，具体涉及一种以市政污水处理厂活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法。
背景技术
硫酸多糖是一类组成结构复杂、种类繁多、应用广泛的细胞间多糖，常见硫酸多糖包括藻石酸、褐藻多糖、卡拉胶、海藻酸盐等。硫酸多糖目前已知主要存在于海藻及少数动物组织中(牛的肺叶、猪的胃粘膜等)，同时也极少量的存在于一些嗜盐植物与微生物中。硫酸多糖化学结构复杂，化学性质与生物活性多样，且受其化学组成、结构及硫酸化程度的影响。硫酸多糖的主要化学性质及生物活性包括：凝胶增稠特性、抗氧化性、抗凝血性、抑制血管生成(抗肿瘤性)、免疫调节性、抗HSV及抗HIV病毒等。硫酸多糖依照其纯度高低，分为工业级、食品/化妆品级、以及药品级。工业级硫酸多糖作为添加剂、助剂等广泛应用于印染、造纸、纺织、橡胶加工、混凝土加工、电镀电焊、废水处理等行业;食品/化妆品级硫酸多糖作为增稠剂、抗氧化剂应用于食品生产及加工以及化妆品生产中;药品级硫酸多糖则可以作为医药中间体，用于抗凝血药物、抗病毒药物、免疫调节类药物及医用敷料等的生产。
由于硫酸多糖化学组成与结构复杂，无法通过人工合成的方式进行大规模生产。目前全球所有的工业级硫酸多糖及大部分食品级硫酸多糖生产依赖于从海藻中直接提取，其余的则全部由动物组织提取而来。虽然自二十世纪五十年代末，人工海藻养殖技术迅速发展，为多糖硫酸酯的生产提供了大量原料，但由于海藻养殖对天气和海水条件依赖高，适宜养殖区域有限，且海藻养殖成本高昂，海藻收集完全依赖人工，以及现有提取方法在提取率方面的限制，全球硫酸多糖市场始终处于供不应求的状态，且硫酸多糖产品的价格也十分昂贵。此外，人工海藻养殖所产生的大量养殖废水，也已经成为了海藻养殖中不可忽视的环境问题。
活性污泥是污水生物处理过程中大量产生的副产物，现代污水处理厂每处理万吨污水，将产生活性污泥8吨左右。活性污泥的实质是利用污水中碳、氮、磷等营养元素大量繁殖的微生物聚集体，因其微生物群落复杂、繁殖量巨大、且外观呈棕褐色、具有稀泥状，得名“活性污泥”。过去，活性污泥都被视为污水处理过程中大量产生的废物，对其处理也是以“无害化及减量化”为目的，主要处理方式包括：卫生填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等。近些年来，随着“资源紧缺”与“循环经济”等概念的提出和发展，活性污泥中蕴藏的大量化学能以及可以提取的资源物质被逐渐发现，污泥的资源化处理开始快速发展。目前，较为成熟和应用程度高的污泥资源化处理方式包括：污泥的土地回用、污泥厌氧发酵及沼气发电、污泥制砖、以及将污泥作为原料提取生物水泥和生物塑料等有机物质等。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明目的在于提供一种以污水生物处理过程所产生的活性污泥为原料提取硫酸多糖的方法，以充分利用活性污泥，实现其资源化，变废为宝。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明提供了一种以活性污泥为原料提取并纯化硫酸多糖的方法，包括步骤：S1：活性污泥清洗多次后离心，收集固相泥饼;S2：将固相泥饼和水混合均匀，得到混合液;将混合液加温，并通入直流电;S3：将经过S2处理得到的产物离心，收集上层液相;S4：将S3收集的上层液相超滤，然后加入氯化钙至沉淀完全，离心，收集沉淀物;S5：将沉淀物干燥后研磨成粉末状，得到硫酸多糖提取物。
S4中，离心后，还包括步骤：收集离心后的上层液相，然后加入乙醇，静置，待絮状沉淀完全后离心，收集沉淀;将沉淀干燥后研磨成粉末状，得到硫酸多糖提取物。
优选地，乙醇的质量浓度为90%-98%，至溶液中乙醇的质量浓度为60%时停止加入乙醇，静置的时间为1-6小时，离心的转速为4000-5000rpm，优选为4500rpm。
S2中，混合液的悬浮固体浓度(MLSS)为3000-8000mg/L，含水率不低于90%。
S1中，离心的转速为4000-5000rpm，优选为4500rpm;清洗是采用水优选为蒸馏水作为清洗液进行清洗，多次为2-4次。优选地，每次清洗采用的清洗液的体积和活性污泥的体积相等。
S2中，水优选为蒸馏水，加温后的温度为30-80℃，直流电的电压为5-30V，直流电的通入时间为10-30min。
S3中，离心的转速为4000-5000rpm，优选为4500rpm。
S4中，超滤后的液相体积浓缩至超滤前的50%-60%;离心的转速为4000-5000rpm，优选为4500rpm。
本发明提供的技术方案，具有如下的有益效果：本发明提供一种以污水生物处理过程所产生的活性污泥为原料提取硫酸多糖的方法，可以充分利用活性污泥，实现其资源化，变废为宝;提取方法简单，成本低，具有很好的应用前景。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
