[发明专利]污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置及方法

权利要求书

1.一种污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，包括反应釜(4)、卧式离心机(9)及不锈钢桶(16)，剩余污泥罐的出料口通过管路与反应釜(4)相连，在该管路上设有第一球阀(1)和第一螺杆泵(2)；反应釜(4)的出料口通过管路与卧式离心机(9)的进料口相连，在该管路上设有第二球阀(7)和第二螺杆泵(8)；卧式离心机(9)的出液口通过管路与不锈钢桶(16)的进液口相连，在该管路上设有第三球阀(18)；不锈钢桶(16)的滤液出口通过管路连接至剩余污泥罐，在该管路上设有第四球阀(17)；

在反应釜(4)的上端设有能够对剩余污泥施加空化作用的超声波单元，在反应釜(4)的下端设有能够对剩余污泥施加辐照作用的电子加速器(3)；在不锈钢桶(16)中填装有若干层水滑石过滤器(15)。

2.根据权利要求1所述的污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，所述超声波单元由超声波转换器(5)和超声波发生器(6)组成，超声波转换器(5)和超声波发生器(6)电连接；超声波转换器(5)上的超声变幅杆能够伸入反应釜(4)内。

3.根据权利要求2所述的污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，超声波转换器(5)上还开设有冷却水通道，冷却水通过冷却水入口进入冷却水通道并从冷却水出口流出，形成水冷系统。

4.根据权利要求1所述的污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，还包括设置在不锈钢桶(16)外的温度控制单元和压力控制单元；

温度控制单元包括加热器(14)以及与加热器(14)相连的温度控制器(13)；

压力控制单元包括通过管路与不锈钢桶(16)相连的氩气钢瓶(12)，在该管路上设有第五球阀(11)和流量计(10)。

5.根据权利要求1所述的污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，在卧式离心机(9)的底部设有用于排除污泥泥渣的排泥口。

6.根据权利要求1所述的污泥蛋白提取同时制备蛋白插层水滑石材料的装置，其特征在于，电子加速器(3)的辐照剂量在30kGy以下。

7.采用权利要求1～6中任意一项所述的装置提取污泥蛋白同时制备蛋白插层水滑石材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)打开第一球阀(1)和第一螺杆泵(2)，将剩余污泥罐中的剩余污泥输送至反应釜(4)中，通过第一球阀(1)调节污泥进料流量；

2)启动超声波单元和电子加速器(3)，对污泥进行超声波和辐照处理，待污泥充分破解后，打开第二球阀(7)和第二螺杆泵(8)，使破解的污泥溶液进入卧式离心机(9)中进行固液分离，在离心力作用下，固体泥渣与污泥上清液分离，泥渣排出，污泥蛋白溶入水相；

3)启动第三球阀(18)，使污泥蛋白进入不锈钢桶(16)中，在水滑石过滤器(15)的吸附与过滤作用下，污泥蛋白进入水滑石结构间隙中，打开第四球阀(17)，使滤液流出不锈钢桶(16)返回至剩余污泥罐的原料入口，收集水滑石过滤器(15)中的固体物，即蛋白插层水滑石材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，蛋白插层水滑石材料的空间结构能够通过设置在不锈钢桶(16)外的温度控制单元和压力控制单元进行调控。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述水滑石过滤器(15)由以下方法制得：

将镁铝水滑石与聚乙烯醇按照质量比1:3混合，得到混合液；取若干条不锈钢桶内径大小相当的海绵，将海绵浸泡于混合液中，待海绵饱和后取出海绵，然后于55±2℃烘干，反复浸泡、烘干处理5次；将最后一次烘干的海绵于950±30℃处理4小时，冷却，得到水滑石过滤器。