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纯水设备解析城市污泥中蛋白质资源化的研究方向

2019/6/21 10:47:24      点击:

纯水设备www.carinowine.com】循环利用是城市污泥处理处置的必然趋势。污泥中丰富的蛋白质作为动物饲料添加剂、发泡剂原料和肥料的回收利用是一个新的研究方向。蛋白质回收包括污泥水解提取蛋白质、蛋白质纯化分离、污泥蛋白质的开发利用三个步骤。其中,热碱法、热酸法、超声波碱法、超声波酶法提取蛋白质的提取率均在65%以上。在蛋白质纯化过程中,循环水解和膜技术可以进一步提高提取液中的蛋白质浓度,盐出沉淀和等电沉淀可以回收85%以上的蛋白质纯水设备。动物饲料添加剂和肥料是提取和纯化蛋白质的有前途的应用。最后,提出了城市污泥中蛋白质回收利用的研究方向并进行了展望。

    本文综述了污泥蛋白质回收利用的研究进展,包括污泥水解法提取蛋白质、蛋白质纯化与分离、污泥蛋白质的开发与应用。

    污泥蛋白可作为饲料添加剂和肥料。提出并展望了城市污泥蛋白质回收利用的研究方向。

    本文综述了城市污泥中蛋白质回收利用的研究现状,为今后的研究提供参考。图1总结了污泥蛋白回收的技术路线,包括污泥水解提取蛋白、蛋白质纯化分离、污泥蛋白的开发应用三个重要步骤。

污泥水解提取蛋白质

    从污泥中提取蛋白质的关键是找到一种既容易又有效水解污泥,又能破坏微生物体细胞,又能在不破坏大量细胞的前提下释放细胞内蛋白质的方法。表1总结了污泥水解和蛋白质提取的现有方法。

    相比之下,可以看出,综合治疗方法比物理方法、化学方法和生物方法提取蛋白质,其中thermal-alkali方法,thermal-acid方法,ultrasound-alkali法和ultrasound-enzyme法目前有效的方法,并且可以实现萃取率超过65%

蛋白质的纯化和分离

    污泥水解得到的蛋白质提取物是一种混合溶液,含有蛋白质、多糖、脂肪、重金属等物质。蛋白质分离是后续产品制备的前提条件。污泥蛋白的纯化分离通常采用沉淀结晶法。为了提高沉淀效果,萃取液一般采用浓缩的方法来提高蛋白质的浓度。

3 污泥蛋白质的开发应用

    污泥蛋白质用途众多,可作为动物饲料添加剂,也可制成泡沫混凝土及泡沫灭火剂的发泡剂和生产肥料实验室纯水设备,以及造纸增强剂和木材胶粘剂。

3.1 动物饲料添加剂

    我国蛋白质饲料资源短缺,对进口的依赖性不断增强,提取污泥中含量丰富的蛋白质作为饲料添加剂具有现实意义纯水设备。污泥蛋白质至少需满足以下2个条件:

1)污泥蛋白质与传统饲料添加剂有相同的营养价值;

2)污泥蛋白质饲料产品是安全的,不会对动物、人类和生态产生不良影响。

    如表3所示,污泥蛋白质产品的必需总含量高于3种常用的蛋白质饲料添加剂(除色氨酸在酸水解法测定蛋白质的过程中被破坏未检出外,必需全部检出),非必需在总质量中的占比也很高。此外,污泥蛋白质产品中粗蛋白含量与啤酒酵母和骨粉相似,总消化养分、维持净能等含量高于主要饲料。可见污泥蛋白质在营养价值上有用作饲料添加剂的潜力。

3.2 发泡剂

    污泥蛋白质类发泡剂优于发泡性能不稳定的植物蛋白质类发泡剂,和原材料资源有限且制备过程污染严重的动物蛋白质类发泡剂而倍受关注。污泥蛋白质发泡剂可用于制备泡沫灭火剂和泡沫混凝土(3)

3.3 肥 料

    污泥堆肥接受度高,应用广泛,但存在重金属和其他有毒有害物质积累等问题,将蛋白质从污泥中提取出来用作肥料,则不存在安全隐患。

    除以上用途外,根据已有报道,污泥蛋白质改性处理后,还可用作瓦楞原纸增强剂,以及作为生物质资源开发环保型木材胶粘剂。

重要结论

    本文总结了目前污泥蛋白质资源化的研究进展,从污泥水解提取蛋白质,蛋白质的纯化分离和污泥蛋白质的开发应用3个方面进行综述,发现污泥中蛋白质的提取已有较全面的研究,其中热-碱法、热-酸法、超声-碱法和超声-酶法效果好,蛋白质提取率能超过65%。所得的提取液可通过循环水解或膜处理进行高效浓缩实验室纯水设备,随后盐析沉淀法或等电点沉淀法可分离出其中85%以上的蛋白质。

    污泥蛋白质的用途丰富,制备肥料、作为发泡剂制备泡沫蛋白灭火剂及泡沫混凝土已有实际生产案例,且产品质量优良。用作动物饲料添加剂虽还处于实验室研究阶段,但营养性已完全达标,在严格控制重金属等有害物质的前提下纯水设备,污泥蛋白质对动物是安全的。污泥蛋白质同时还具有开发其他用途的潜质。就目前的市场需求、生产效益和可消纳污泥量而言,制备肥料和动物饲料添加剂前景广阔。

    今后研究需要关注以下几点:1)部分污泥水解技术对污泥的效果显著,但其蛋白质提取效率还未知,后续可尝试采用更多的水解方法提高蛋白质提取率;2)蛋白质提取溶液的浓缩方法众多,目前的研究仅涉及膜处理和循环水解2种,应加强对污泥蛋白质提取液最适浓缩方法的研究;3)深入研究循环水解过程中蛋白质的提取和破坏情况,寻找其优化工艺条件;4)关注不同蛋白质提取方法和分离纯化技术作用效果的同时,加强对处理过程中有毒有害物质迁移去除的探索;5)进一步研究污泥蛋白质饲料的生态安全,制定科学的标准和使用方法,促进污泥蛋白质作为饲料添加剂的更广泛应用。苏州皙全皙全纯水设备公司可根据客户要求制作各种流量的纯水设备,超纯水设备及软水处理设备。纯水设备实验室纯水设备


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