[发明专利]一种污泥中蛋白质的提取方法及应用

说明书

本发明属于固体废物处理与资源化领域，特别提供了一种污泥中蛋白质的提取方法及应用，其中，所述方法包括如下步骤：采用超声波与木瓜蛋白酶联合处理污泥，得蛋白质粗提液；采用硫酸铵沉淀法与透析袋吸附法耦合的方式纯化并浓缩蛋白质粗提液，得蛋白质精提液。该提取方法整体操作流程简单，可行性高，不引入其他物质，不影响污泥进一步的处理处置及资源化利用，得到的蛋白质精提液可以作为生产叶面肥的原料。

技术领域

本发明属于固体废物处理与资源化领域，特别提供了一种污泥中蛋白质的提取方法及应用。

技术背景

随着我国城市化进程的加快和污水处理率的不断提高，城镇污水处理厂污泥的产量也大幅增加，每年均有大量的污泥产生，而污泥中含有丰富的有机物，是一种潜在的可再生资源。研究表明，蛋白质、多糖和其他一些碳水化合物是污泥中有机物的主要组成部分，其中蛋白质的含量占到20％～60％(相对于干污泥)。目前，国内主要的污泥处置方法是对污泥脱水后进行堆肥、干化、焚烧、填埋、土地利用，这不仅会浪费污泥中的资源，还会造成环境的二次污染。近年来，我国也逐渐开展了对污泥中蛋白质的提取与利用的研究，但均侧重于污泥中蛋白质的制备与提取方法，进一步加以利用的研究很少。

如中国专利，公开日：2015年11月4日，公开号：CN105016590A，申请号：201510410009.4的发明专利“一种从污泥中提取蛋白质回收利用的方法”提出利用超声法破碎消化污泥提取蛋白质用于氮肥或者含氮饲料来源的方法。此方法虽然提供了污泥中蛋白质的提取与利用，但在实际过程中细胞破碎不完全，蛋白质产率不高，不适合用作含氮的饲料，用作肥料后不利于植物吸收，还可能带来更加严重的二次污染。

中国专利，公开日：2012年11月28日，公开号：CN102977181A，申请号：201210501795.5的发明专利“生物污泥中蛋白质提取方法”提供了一种活性污泥蛋白质提取方法，但蛋白质提取过程反应条件剧烈，操作难度大，提取出的蛋白质含量较低且含有其他杂质。

随着我国农业生产水平的提高，我国土地化肥农药的使用量触目惊心，我国粮食产量占世界的16％，化肥用量占31％，每公顷用量是世界平均用量的4倍，过量的需求促使国内化肥市场的竞争越来越激烈，投资风险大，市场趋于饱和，且质量参差不齐，有效利用率不足30％，对于环境、农地粮食和食品残留带来非常严重的问题。

叶面肥作为一种新兴产品，一般利用率可达80％以上，高质量叶面肥养分利用率可高达90％以上，并且取材广泛，发展迅速，是新的开发点与研究点。因此开发研究叶面肥具有非常好的前景。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种污泥中蛋白质的提取方法及应用，以解决采用现有提取方法蛋白质产率不高、提取的蛋白质中杂质含量较高，不适合用作含氮肥料的问题。

本发明一方面提供了一种污泥中蛋白质的提取方法，包括如下步骤：

1)、采用超声波与木瓜蛋白酶联合处理污泥，得蛋白质粗提液；

11)、取污泥，利用超声波破坏微生物细胞表面的细胞壁结构，其中，超声功率为150-200W，时间为30-50min，以污泥总悬浮固体(TSS)值为基准，每克TSS加入0.03-0.05g木瓜蛋白酶，并放到温度为55-65℃，转速为150-170r/min的恒温振荡器中4-6h进行水解，水解完成后在沸水中灭活，得处理后的污泥；

12)、对处理后的污泥进行冷却，并将其在8000-11000g的条件下离心15-25min后弃沉淀，离心后的上清液即为蛋白质粗提液；

2)、采用硫酸铵沉淀法与透析袋吸附法耦合的方式纯化并浓缩蛋白质粗提液，得蛋白质精提液；

21)、向每升蛋白质粗提液中缓慢加入200-400g硫酸铵固体，搅拌5-7h后在2-6℃条件下静置1h以上，之后，将静置后的液体在2-6℃，8000-11000g下离心10-20min，弃掉上清液得到沉淀；