[发明专利]一种污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及污水污泥处理领域，特别涉及一种污泥酸水解提取微生物氨基酸的提取方法。

[背景技术]

随着污水处理率的增加以及处理程度的深化，污水厂污泥产量逐年递增，对水源、大气、土地及人类健康造成很大危害，主要表现在以下几个方面，(1)、对水源的危害：污泥的无措施堆放和填埋过程中，产生大量酸性、碱性、有毒物质和污泥中的重金属，雨后流入地表水源及渗透到地表以下，造成地下水体黑臭，水质恶化。目前全国60％的河流已存在氨氮、挥发酚、高锰酸盐的污染，氟化物严重超标，加之污泥废水的流入和渗透，水体丧失了自净功能，影响水生物繁殖和水资源利用。(2)、对大气环境的污染：由于焚烧或长时间的堆放，排弃污泥释放出大量恶臭、二噁英、二氧化硫等毒害气体，粉尘和细小颗粒悬浮物随风迁移，致使空气中二氧化硫及悬浮颗粒物超标，酸雨现象及扬尘天气频频发生。(3)、对土地的危害：侵蚀土地，污泥产生量约为1800万吨/年，有机物及重金属，病原菌等有害物质遗留在土壤中，难以降解的物质严重腐蚀土地，污染地下水源。(4)、对人体健康的危害：污泥焚烧，填埋，堆放过程中释放出大量粉尘及二噁英、二氧化硫等有毒气体，对人体构成致癌隐患。地下水污染物含量超标，引发腹泻、血吸虫、沙眼等，特别以二噁英为最严重。

市政污水厂排放的污泥颗粒很细，富含有机质，但目前大量未经稳定处理的污泥没有正常的出路，不但成为污水处理厂的沉重负担，而且污泥的任意排放和堆放对周围环境造成的新的污染已经触目惊心，污泥的资源化是全球各国追求的方向和目标，必将成为污泥唯一的最终出路。

目前国内外对于污泥蛋白和氨基酸的提取的研究基本还都停留在实验室研究阶段，未见规模化生产报道，对于污泥水解提取蛋白质设备，中国专利申请号为200610019063.7公开了一种用生石灰水解剩余活性污泥制备水解蛋白质的生产工艺及设备，将剩余活性污泥、水、生石灰按1：1：0.06的比例混合搅拌20-30分钟；将混合液抽入到水解反应釜中进行水解，工作压力为0.4-0.7MPa、水解温度为135℃-150℃的条件下，水解时间为1-3小时，水解过程中保温的同时不断通入蒸汽翻动水解混合液；水解完毕，采用反应釜内残余压力进行直接过滤；将过滤溶液用盐酸调节pH值后在长管浓缩设备中进行浓缩，得到产品。上述工艺存在的问题如下：(1)、不断通入蒸汽进行搅拌，破坏了水解过程中物料的均匀性，不能保证水解过程中水的平衡，影响水解效果；(2)、水解后物料直接利用残余压力进行过滤，随着过滤的进行，釜内压力逐渐降低，以致不能完成固液分离；(3)、水解物料在进入过滤设备之前，没有设置冷却装置，物料依靠自然冷却，不能保证水解反应的立即终止，影响产品质量；(4)、水解完毕后立即过滤则会因为物料温度过高，造成过滤设备的损坏，不能完成固液分离。

[发明内容]

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高效，实用的污泥水解提取微生物氨基酸提取方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，包括以下步骤：

1)以市政污水处理厂二沉池产出的剩余污泥为原料，调整其含水率至70-95％之间；

2)将调节好含水率的剩余污泥置入蒸汽加热搅拌装置，使用蒸汽加热污泥至70℃-85℃，破坏剩余污泥的絮体结构，使之成为可流动状态；

3)向流动状态的污泥中添加浓盐酸，并充分搅拌，使得污泥pH调节到0.5-2；

4)将调节好pH的污泥置于水解装置，加热至105-121℃，保持该温度水解0.5-4小时；

5)将完成热酸水解后的混合物进行固液分离，分别得到滤液和滤渣，除去不溶残渣，滤液中含有天然复合氨基酸；

6)将滤液进行浓缩或烘干，得到微生物氨基酸浓液或粉末。

进一步的，本发明的提取方法还具有如下优化工艺：

在步骤1)中，所述剩余污泥先经过PAM等高分子絮凝剂絮凝，然后进行离心或压滤中的至少一种过滤。

在步骤2)中，所述破坏剩余污泥的絮体结构，是但不仅限于加热、超声、添加化学药剂、机械搅拌中的至少一种。

在步骤3)中，除添加浓盐酸外，还添加包括盐酸、硝酸、硫酸、醋酸中的至少一种。

在步骤4)中，所述水解装置包括序批式和连续式反应釜中的至少一种。

在步骤5)中，所述固液分离方法是但不仅限于沉降、离心、过滤、膜过滤、压滤、真空、气化中的至少一种。

在步骤6)中，所述微生物氨基酸浓液或粉末，氨基酸得率在60％以上，氨基酸占干基总质量的25％-35％。