[发明专利]一种基于剩余污泥蛋白质回收技术的多相泡沫灭火剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多相泡沫灭火剂，其特征是：所述多相泡沫灭火剂包括单独包装的气相和液固相，所述液固相为质量比1：0.12-0.20的泡沫蛋白和纳米二氧化硅颗粒的混合物，所述气相为驱动气体；所述泡沫蛋白为从剩余污泥中回收的泡沫蛋白；

所述驱动气体为氮气、氩气和七氟丙烷，氮气、氩气、七氟丙烷的摩尔比为45：40：15；

泡沫蛋白按照以下方法制备：

（1）以城市污水为培养基，将剩余污泥在城市污水中进行培养，得到污泥悬浮液；

（2）将污泥悬浮液加入容器中，先在低温下进行超声处理，然后伴随超声处理向污泥悬浮液中以微曝气的形式通入臭氧进行处理；

（3）臭氧处理后的污泥悬浮液进行离心处理，所得沉淀加入pH为11-13的氢氧化钠溶液中进行蛋白质的提取；

（4）将步骤（3）的混合液离心取上清液，即为泡沫蛋白；

步骤（2）中，污泥悬浮液在0-5℃的冷水浴中进行低温超声，超声功率为35-45kHz，超声强度为0.2-0.4W/mL污泥悬浮液；

步骤（2）中，低温超声5-15min后，向污泥悬浮液底部通入臭氧，臭氧在污泥悬浮液中的气泡小于等于50μm，臭氧浓度为8-10mg O³/L，臭氧流速为0.3-0.6L/min，臭氧通入时间为5-10min。

2.根据权利要求1所述的多相泡沫灭火剂，其特征是：所述纳米二氧化硅颗粒的粒径为70-400纳米。

3.根据权利要求1所述的多相泡沫灭火剂，其特征是：步骤（1）中，剩余污泥在20±3℃下进行培养，培养方式采用SBR工艺，反应器有效容积为10 L，运行周期为12小时，采用间歇进、出水方式运行，pH值控制在6.8~7.8，溶解氧控制在2 ~6mg/L。

4.根据权利要求1所述的多相泡沫灭火剂，其特征是：步骤（3）中，离心所得的沉淀与NaOH溶液的体积比为1：5-15；步骤（3）中，蛋白质提取在搅拌下进行，提取温度为40-45℃，提取时间为15-20min。

5.一种权利要求1-4中任一项所述的多相泡沫灭火剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）以城市污水为培养基，将剩余污泥在城市污水中进行培养，得到污泥悬浮液；

（2）将污泥悬浮液加入容器中，先在低温下进行超声处理，然后伴随超声处理向污泥悬浮液中以微曝气的形式通入臭氧进行处理；

（3）臭氧处理后的污泥悬浮液进行离心处理，所得沉淀加入pH为11-13的氢氧化钠溶液中进行蛋白质的提取；

（4）将步骤（3）的混合液离心取上清液，即为泡沫蛋白；

（5）将泡沫蛋白和纳米二氧化硅颗粒按照1：0.12-0.20的质量比混合，搅拌均匀后装罐备用；

（6）将驱动气体装罐备用。

6.一种灭火系统，其特征是：包括驱动气体储存罐、液固相储存罐、泡沫混合室和喷嘴，所述驱动气体储存罐和液固相储存罐分别通过管道与泡沫混合室相连，泡沫混合室通过管道与喷嘴相连，其中，驱动气体储存罐中装有驱动气体，液固相储存罐中装有质量比1：0.12-0.20的泡沫蛋白和纳米二氧化硅颗粒；

所述驱动气体为氮气、氩气和七氟丙烷，氮气、氩气、七氟丙烷的摩尔比为45：40：15；

泡沫蛋白按照以下方法制备：

（1）以城市污水为培养基，将剩余污泥在城市污水中进行培养，得到污泥悬浮液；

（2）将污泥悬浮液加入容器中，先在低温下进行超声处理，然后伴随超声处理向污泥悬浮液中以微曝气的形式通入臭氧进行处理；

（3）臭氧处理后的污泥悬浮液进行离心处理，所得沉淀加入pH为11-13的氢氧化钠溶液中进行蛋白质的提取；

（4）将步骤（3）的混合液离心取上清液，即为泡沫蛋白；

步骤（2）中，污泥悬浮液在0-5℃的冷水浴中进行低温超声，超声功率为35-45kHz，超声强度为0.2-0.4W/mL污泥悬浮液；

步骤（2）中，低温超声5-15min后，向污泥悬浮液底部通入臭氧，臭氧在污泥悬浮液中的气泡小于等于50μm，臭氧浓度为8-10mg O³/L，臭氧流速为0.3-0.6L/min，臭氧通入时间为5-10min。