超声波强化酶水解提取污泥蛋白质研究

摘要

近年来，随着污水处理厂大量建设，水体污染情况得到了有效的控制，但是随之而来的是大量剩余污泥的产生。如果不能对其进行合理有效的处理处置，就会给生态环境和人体健康带来巨大的危害。污泥中含有30~60％的蛋白质，对其进行合理的提取和利用有助于实现污泥的稳定化、资源化和减量化。本文以郑州市某城市污水处理厂剩余污泥为研究对象，首先分别采用单独超声波法和单独酶法对其进行水解，研究了这两种方法对污泥蛋白质提取的主要影响因素；在此基础上，探索了超声波预处理对酶解污泥提取蛋白质的强化效果。课题研究的主要结论如下：
　　（1）采用超声波提取污泥蛋白，在优化条件下，以功率密度为2W/mL的超声波对含水率为94%的污泥辐射处理20min，其蛋白质的提取率为15.3%，污泥比阻由原来的1.7×1010S2/g减小为2.419×109S2/g，污泥的脱水性能提高了83%；
　　（2）采用碱性蛋白酶对污泥进行水解提取蛋白，在污泥含水率为94%时，用NaOH调节其pH为8，加入2%（w/w）的碱性蛋白酶，在55℃下水解4h，可获的蛋白质的最高提取率为58%，此时污泥比阻为1.382×109S2/g，污泥脱水性能提高了90%；
　　（3）采用优化条件下的超声波对污泥进行预处理后，用碱性蛋白酶进行水解，其优化酶解条件与单独酶解的优化条件是一致的；但是其蛋白提取率达到69%，较单独酶解提高了19%；污泥比阻为0.62×109S2/g，其脱水性能较单独酶解提高了55%，表明超声波预处理可以有效强化酶解提取污泥蛋白质过程；
　　（4）超声波-酶法对蛋白质的提取率较碱热法低21%左右，但是污泥的脱水性能较碱热法高56%。其蛋白液成分中氨基酸的含量较高，适合做叶面肥、动物饲料等。且超声波-酶法反应条件温和，不产生二次污染，因此具有广阔的应用前景。

目录

1绪论

1.1课题背景及意义

1.2污泥处理处置研究现状

1.3污泥蛋白质提取技术的研究现状

1.4污泥蛋白质的应用前景

1.5 研究内容和方法

2实验材料与方法

2.1实验材料

2.2实验方法

3超声波提取污泥蛋白的实验研究

3.1超声波提取污泥蛋白影响因素研究

3.2本章小结

4酶解法提取污泥蛋白的实验研究

4.1酶解法提取污泥蛋白的影响因素研究

4.2 本章小结

5超声波-酶强化污泥中蛋白质水解实验研究

5.1超声波联合酶强化污泥中蛋白质提取实验

5.2超声波联合酶法与单独酶法水解效果的比较

5.3 本章小结

6超声波强化酶水解提取蛋白技术应用分析

6.1超声波-酶法和碱热法的对比

6.2超声波-酶法提取污泥蛋白的应用前景分析

6.3本章小结

7结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

个人简历 在校期间发表的学术论文与研究成果

致谢