[发明专利]一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法

说明书

本发明属于固体废物与资源化领域，提供了一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法，包括如下步骤：(1)选取海泡石和粉煤灰中的至少一种作为钝化剂，并加以改性处理；(2)利用改性钝化剂钝化污泥中的重金属；(3)、采用超声波与木瓜蛋白酶联合提取钝化后的污泥中的蛋白质上清液。步骤(1)中通过对钝化剂改性，增加了钝化剂的孔隙率，提高了其对重金属的吸附及离子交换能力，步骤(3)中采用超声波与木瓜蛋白酶联合处理钝化后的污泥，提高了蛋白质提取率。该方法操作简单、可行性高、提取的蛋白质产率高、降低蛋白质上清液中重金属的含量、提高了污泥资源化的效率。

技术领域

本发明涉及一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法，属于固体废物处理与资源化领域。

背景技术

近年来，随着我国经济发展和城市化节奏不断加快，污水处理率不断提高，与此同时，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。目前，世界各国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，还会将污泥中重金属释放到周围环境中，造成环境的二次污染。活性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。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，进一步控制重金属含量的研究很少。

如中国专利，公开日：2013年3月20日，公开号：CN102977181A，申请号：2012051795.5的发明专利“生物污泥中蛋白质提取方法”提出一种城市污水生物处理过程中所产生的生物污泥中蛋白质提取方法，但在实际过程中由于各处污泥来源不同，污泥酸水解过程不能完全去除污泥中的重金属离子，导致上清液种重金属离子含量较高，不适合用作肥料等其他应用，且反应温度较高，会带来更加严重的二次污染。同时，反应温度较高，也会增加能耗。

如中国专利，公开日：2007年10月3日，公开号：CN101045599A，申请号：200710078443.2的发明专利“一种处理污泥重金属的方法”提出利用生石灰改性粉煤灰钝化处理污泥中含量高的锌(Zn)和铜(Cu)，但是此方法侧重于降低污泥的可交换态和有机结合态的生物有效性，后续处理只是将污泥用作园林的绿化，并未将污泥中有机质提取出加以利用，造成了资源的浪费，残留的重金属依旧存在于绿化的土地中，并不是彻底地去除。

采用活性污泥法产生的剩余污泥主要由细菌、原生动物、后生动物、藻类和悬浮物等物质组成，含有丰富的核酸、蛋白质、多糖和脂类等有价值的有机物质，同时也含有以锌(Zn)和铜(Cu)为主的多种重金属元素，其含量大约占污泥干重的0.5～2％，甚至更高。重金属能通过生态系统中的食物链富集、迁移，因其不能被微生物分解，总量不变，只能发生各种形态之间的相互转化，对人类和生态环境具有很大的危害性。

随着污泥的处理处置引起了越来越引起人们关注，如何提取污泥中蛋白质并加以资源化利用已经受到国内外研究广泛重视，已经有多种方法提取污泥中蛋白质，对上清液的应用也有所研究，但是由于污泥来源复杂，导致上清液中重金属含量不尽相同，直接将提取出的蛋白质上清液应用到实际势必会产生重金属超标，对于环境、农地粮食和食品残留带来非常严重的问题，因此需要降低上清液中重金属含量。

发明内容

鉴于此，本发明提供了一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法，该方法提取的蛋白质上清液具有蛋白质产率高、重金属含量低、处理后可直接作为实际应用的原料，钝化剂采用海泡石和/或粉煤灰，原材料价格低、提取方法简单。

本发明提供的技术方案如下：一种降低污泥中提取的蛋白质上清液中重金属含量的方法，包括如下步骤：

(1)、改性钝化剂

选取海泡石和粉煤灰中的至少一种作为钝化剂，并加以改性处理，改性方法如下：