酸水解法提取剩余污泥蛋白质的条件优化

为充分提取污水污泥中的细胞蛋白,实现污泥的增值利用,以青岛市李村河污水处理厂剩余污泥为材料,采用酸水解法提取剩余污泥中的蛋白质. 经正交试验综合考察了水解温度、水解时间、反应体系pH和固液比(污泥样品质量(g)/加水体积(mL))等因素对剩余污泥蛋白质提取率的影响. 结果表明:水解温度和反应体系pH对蛋白质提取率的影响较大;通过试验获得的提取污泥蛋白质的最优工艺条件是水解温度为121 ℃,水解时间为5 h,反应体系pH为1.25,固液比为1∶3.0.在上述条件下,剩余污泥蛋白质提取率可达62.71%,水解后的剩余残渣经干燥后测定可知,其质量相对于原污泥样品质量(干重)削减率达到30.49%. 试验证明,选用该法不仅可以达到破解剩余污泥细胞并释放蛋白质的目的,还可以使污泥减量.      

剩余污泥的热水解试验

研究了热水解预处理对剩余污泥性质的影响.结果表明,污泥热水解时经历溶解和水解2个过程.随着热水解温度的升高和热水解时间的延长,污泥固体的溶解率增大,在210℃、75min的热水解条件下,挥发性悬浮固体(VSS)和蛋白质的溶解率分别达到60.02%和47.21%.溶解后的有机物进一步水解生成低分子物质,其中挥发性有机酸(VFA)占溶解性COD(SCOD)的30%～40%,乙酸占VFA的50%以上.经过热水解预处理,污泥SCOD浓度大幅度升高,pH值下降,碱度增大.     

热反硝化地芽孢杆菌水解催化剩余污泥提取蛋白质

为实现剩余污泥无害化处理以及资源化利用,采用从高温堆肥基质中筛选出的可产蛋白酶、淀粉酶等胞外酶的嗜热菌—热反硝化地芽孢杆菌对污泥氮源进行提取,分析反应时间、污泥含固率以及嗜热菌粗酶液接种量对蛋白质提取的影响,并确定最佳反应条件.结果表明：水解过程中各因素对蛋白质回收率作用大小为：接种量>时间>含固率,得出最优工艺条件为：pH=7、T=60℃、t=8h、污泥含固率为4%以及嗜热菌接种量为20%,在此条件下污泥蛋白质提取率达到32.05%,氨基酸含量为359.6mg/L,多肽含量为1060.1mg/L,且污泥上清液粒径随着反应的进行逐渐减小.     

酶法水解提取剩余活性污泥蛋白质条件实验

以凯式定氮法为测试方法,对6种蛋白酶在各自最优条件下水解剩余活性污泥蛋白质,进行污泥提蛋白实验。实验结果表明,碱性蛋白酶水解效果最好,最佳水解条件是:pH值为8.0,温度55℃,加酶量为2%,反应时间4 h,液固比4:1。最佳工作条件下,污泥蛋白质提取率为52.5%。污泥蛋白提取液中重金属及有害金属含量低于国家饲料卫生标准。     

从干剩余污泥中提取蛋白质的试验研究

以上海市松江区某污水处理厂的剩余污泥为原料,采用酸水解法提取干污泥中的蛋白质,考查了固液比、水解温度、水解时间、pH对蛋白质提取效果的影响。试验结果表明,水解的最佳条件为：水解液的pH为1.25;水解温度为118℃;固液比为1∶3.5;水解时间为5.5h。在此基础上,从安全性和营养性两方面考虑,对提取液中重金属和氨基酸...     

超高温厌氧水解酸化特征与效果研究

在上流式水解反应器中接种经长期驯化的高温厌氧污泥,在 35,55,70℃条件下对淀粉生产废水进行了水解酸化动态和静态试验.对不同温度、不同停留时间的水解酸化效果和 3 个温度下水解酸化过程中 VFA、COD、SS、pH 值、硫酸盐、硫化物、碱度、蛋白质等变化特征及其机理进行了比较研究与评价.结果表明,超高温(70℃)酸化率、酸化速率以及 COD 和硫酸盐去除率均明显高于中温和高温的效果;动态试验中,其酸化率为 28.5%,酸化速率为 0.142h^-1,COD 去除率为 24%,SS 去除率达到 86%, SO₄^2-去除率为 32.5%,蛋白质水解率为 89.4%. 2-水解反应器容积负荷达到 36.2kg COD/(m³·d).提出了用酸化率和酸化速率作为水解酸化的综合评价指标.     

基于微波-过氧化氢-碱预处理的污泥水解影响因素

预处理能有效提高污泥的碳源利用效果.本研究通过批量试验,考察了经过微波-过氧化氢-碱(MW-H2O2-OH)预处理后的污泥水解的影响因素,包括水解时间、接种比例和温度,并考察了优化条件下的污泥水解效果及其有机物特征.结果表明,预处理后的污泥优化水解时间为12 h,优化接种比例I/S为0.07.在此优化条件下(12 h,I/S为0.07),SCOD(溶解性COD)、溶解性蛋白质、溶解性糖类、总挥发性脂肪酸(VFA)的含量均随着温度的升高而增加,在65℃时达到最大.VFA的主要组分均为乙酸、丙酸和异戊酸,其中乙酸所占比例为42.7%~59.7%.在碳源组成方面,SCOD占污泥TCOD(混合液总COD)的37.8%~40.8%,其中溶解性蛋白质占SCOD的38.3%~41.3%,溶解性糖类占SCOD的9.0%~9.3%,VFA占总SCOD的3.3%~5.5%.污泥上清液中的COD/TN为15.79~16.50.三维荧光光谱和有机物表观分子质量分布的分析结果表明,污泥上清液中以溶解性微生物产物类酪氨酸荧光强度最强,并且荧光强度随着水解温度的升高而增强;经过MW-H2O2-OH预处理后,有机物大量释放,其中包括Mr100~350的小分子有机物,而经过水解后,Mr3 000~60 000的有机物得到降解.     

pH值对旋流球磨破解污泥释放有机质影响的研究

剩余污泥含有大量的有机质，对污泥进行破解将有机质转化为生物处理可利用的碳源，从而实现污泥资源化与减量化。该文探讨了pH值对低速水力旋流球磨剪切破解污泥释放有机质的影响，考察了不同pH值下污泥破解液中SCOD、核酸、蛋白质的释放情况。结果表明，当pH值为9～11时，溶解性化学需氧量（SCOD）、核酸和蛋白质的释放均显著高于中性和酸性条件。碱性条件下经过4 h破解，破解液中SCOD最终释放量趋于平衡，浓度均值增加到3 730～3 830 mg/L，且基本达到释放的极限；继续增加破解时间，SCOD释放量增加不显著。当pH值为9～11时，经过3 h破解，核酸释放量趋于平衡，其浓度在690～720 mg/L。相反地，在中性或酸性条件下，SCOD、核酸和蛋白质释放速率较低，即使破解时间达到5 h,SCOD、核酸和蛋白质的释放也远没有达到平衡，且释放总量显著低于碱性条件。粒径分析结果表明，原污泥平均粒径由破解前的30.256μm降到13.66μm，粒径显著变小；在碱性条件下的破解过程中还发现出现大量峰值粒径为0.13μm的细颗粒，此粒度在中性和酸性条件破解过程中没有出现。扫描电镜表征表明，污泥破解后...     

中性蛋白酶催化水解污泥提取蛋白质的研究

为解决污泥二次污染问题并增加蛋白质来源,利用中性蛋白酶催化水解污泥提取蛋白质,分析了pH、酶浓度、反应时间、温度、底物含固率等因素对酶催化作用的影响,并确定酶作用时的最佳条件。结果表明:在pH=7.4、酶加量4 000 U/g污泥、反应时间4 h、温度50℃、含固率4%的条件下,污泥蛋白质提取达到27.4%,氨基酸含量为373 mg/L,多肽含量为912 mg/L;利用蛋白酶作为污泥处理剂获取蛋白质、氨基酸和多肽,具有探索意义和应用价值。     

碱热回收污泥蛋白质的条件优化及反应动力学

为充分提取污水厂剩余活性污泥中的微生物蛋白,优化提取剩余污泥中蛋白质的工艺条件,文章以污水处理厂剩余污泥为材料,采用强碱加热水解污泥提取蛋白质。以正交试验考察了pH值、水解温度、原料含水率、水解反应时间等因素对提取蛋白质的影响,结果表明:水解过程中各因素对蛋白质回收率作用大小为:pH温度反应时间含水率,得出较优的工艺条件为:pH=13,T=100℃,t=4 h,W=90%,此条件下的蛋白质提取率为56.82%。反应动力学表明:强碱加热有利于污泥水解反应的进行,但反应温度过高会加剧氨基酸的分解速率,不利于污泥蛋白质的回收。     

Reclamation treatment of the chrome leather scrap

A novel method to extract protein and Cr(III) from the chrome leather scrap discarded by leather industry is described.Chrome leather scarp was hydrolyzed under basic condition to remove chromium compound and extract protein. The extracted protein was mixed with substrate and used as feed protein after being dried and ground. The basic residue was treated with sulfuric acid to obtain chrome(III) sulfate which can be used as tanning agent again after adjusting pH with base. The acidic residue was processed and used as flower fertilizer. The safety of the protein powder produced has been by toxicology and nutriology test. This reclamation method has been industrialized.     

Reclamation treatment of the chrome leather scrap

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｒｏｍｅｌｅａｔｈｅｒｓｃｒａｐｉｓｔｈｅｓｏｌｉｄ ｗａｓｔｅｏｆｌｅａｔｈｅｒｉｎｄｕｓｔｒｙ .Ｉｔｓｍａｉｎｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｐｒｏｔｅｉｎ(ｍａｉｎｌｙｃｏｌｌａｇｅｎｐｒｏｔｅｉｎ ,ｇｌｏｂｕｌｉｎａｎｄａｌｂｕｍｉｎ) ,ｓｏｍｅＣｒｃｏｍｐｏｕｎｄｂｏｎｄｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｔｅｉｎ ,ａｌｉｔｔｌｅｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ ,ｆａｔａｎｄｓｏｍｅｉｎｏｒｇａｎｉｃｓ.Ｔｈｅｃｈｒｏｍｅｌｅａｔｈｅｒｓｃｒａｐｓｔａｃｋｅｄｗｉｌｌｐｕｔｒｉｄｇｒａ…     

pH对果蔬、园林垃圾混合厌氧水解产酸的影响

采用厌氧水解技术处理果蔬、园林混合垃圾,探究pH值对产酸效果的影响。在45℃、pH=6的条件下,第11天时反应器内消化液的挥发性脂肪酸(VFA)浓度达到最大值12.94 g/L,是未调控pH条件下VFA浓度的3.37倍,同时使达到最大值的时间减少了20%,大大提高了产酸效率。同时,调控pH可以促进溶解性有机物(SCOD)转化为挥发性脂肪酸,VFA/SCOD在pH=6条件下第11天时达到最大值,为48.73%。进一步对比分析不同条件下的消化液VFA组分和氨氮浓度,调控pH=6可使发酵类型从乙醇型发酵转为丁酸型发酵,也有利于蛋白质的分解。     

淀粉酶促进剩余污泥热水解的研究

考察了微好氧条件下,外加淀粉酶对污水处理剩余污泥热水解的影响,以及水解过程中污泥上清液各成分的变化情况,并对酶水解过程的动力学进行了分析.结果表明,淀粉酶的加入对剩余污泥的热水解有促进作用.在最适温度50℃,酶投加量0.5g/L条件下,水解4h后,污泥中SCOD/TCOD达到30.98%,比未加酶时高7.68%.在淀粉酶催化作用和热水解的共同作用下,污泥固体溶解,大分子碳水化合物被水解成小分子糖类,固相蛋白质溶出,并进一步水解.污泥水解过程中,上清液糖、蛋白质浓度均呈现先增加后降低趋势.加酶后污泥上清液中糖、蛋白质浓度分别于4h、6h达到最大值271.43mg/L和1437.37mg/L.污泥水解反应前4h内,VSS溶解率和SCOD/TCOD增加迅速,符合一级反应动力学,4h后反应趋于平衡.4h时VSS溶解率达到22.01%.     

Impact of hydrothermal process on the nutrient ingredients of restaurant garbage

In order to recover the nutrient resource from restaurant garbage, a complete trial with 2 factors on 5 levels of experiments was carried out. The temperature and heating time are the main factors influencing on hydrothermal process （HP） by which improves the degradability and digestibility of the restaurant garbage favorably to make animal feeds or fertilizer. The results showed the variation of protein, saccharide, and oil in the garbage. It showed that protein dissolved and liquefied during hydrothermal process, which made organic nitrogen in solid phase transfer to liquid phase. After heating at 180℃ for 60min, organic nitrogen in liquid phase began to transform into ammonia. It also showed that hydrothermal process could promote the dextrinization, dissolution of the starch and its hydrolysis to reducing sugar, due to that starch in the restaurant garbage decreases and reducing sugar increases. When the temperature reached 140℃, the reducing sugar started to decrease due to chemical reactions. The cellulose was stable at 100-180℃. The floatable oil increased markedly in the hydrothermal process. The suitable condition for de-oil was observed at 160℃ heating for 80 min. Furthermore, the extraction of grease from the solid phase accords with first-order reaction dynamic model.     

pH值对白腐真菌液体培养基抑制杂菌效果的影响研究

应用摇瓶试验研究了不同初始pH值对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium液体培养基在非灭菌环境抑制杂菌效果的影响.结果表明,当采用Phanerochaete chrysosporium孢子作为种子在非灭菌环境进行培养时,初始pH值为3.6和4.4的液体培养基在培养第1d仅感染酵母菌,而初始pH值为5.6的液体培养基不仅感染了酵母菌而且还感染了细菌;正是由于非灭菌环境培养体系感染杂菌,使得后续Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP的脱色能力大大降低甚至丧失;而采用灭菌环境培养Phanerochaete chrysosporium,非灭菌环境脱色活性艳红K-2BP的方法却获得了较好的脱色效果,3种初始pH值的氮限制液体培养基培养出的Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP 45h的脱色率均在70%以上,接近或超过灭菌环境的结果,其中初始pH值为4.4的液体培养基培养的Phanerochaete chrysosporium在非灭菌环境对活性艳红K-2BP的脱色效果最好,其24h的脱色率达到80%以上.尽管3种pH液体培养基在脱色过程中也同样感染了杂菌,但与非灭菌环境培养体系相比含量很少,没有影响脱色效果.因此,可以得出低pH值(pH=3.6,pH=4.4)氮限制培养基虽然在一定程度上可以抑制细菌,但是却不能抑制酵母菌;当在非灭菌环境使用Phanerochaete chrysosporium脱色活性染料时,Phanerochaete chrysosporium只有在灭菌环境培养至菌丝体形成并在整个系统占优势,才能获得较高的脱色效果.     

福建沿海米氏凯伦藻赤潮对皱纹盘鲍的危害原因

针对2012年在福建沿海致鲍鱼大量死亡、造成了巨大经济损失的米氏凯伦藻赤潮,为验证鲍鱼短时间内大量死亡的原因是否来源于米氏凯伦藻自身的毒性效应,本文初步研究了不同环境条件下,分离自赤潮现场的一株米氏凯伦藻(Karenia mikimotoi)对皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)的急性毒性效应。实验过程中,监测了曝气与非曝气条件下,环境因素中氨氮(TAN)、pH、DO的变化。研究发现,曝气条件下,实验体系中DO的变动范围为7.3~7.8 mg/L,pH的变动范围为7.5~8.2,TAN浓度的变动范围为0.0035~0.084 mg/L(能维持贝类正常生存),此时米氏凯伦藻趋近于赤潮现场藻细胞数量时(3107/L),鲍鱼48 h死亡率为33.3%,96 h内死亡率达100%,说明此时鲍鱼的急剧死亡是由米氏凯伦藻本身的毒性效应引起的。在非曝气条件下, DO由7.1 mg/L降低至1.8 mg/L,实验体系中pH的变动范围为7.2~8.1,TAN的变动范围为0.007~0.051 mg/L,此时米氏凯伦藻藻细胞数量为3107/L时,鲍鱼16 h内死亡率达100%,说明低氧的环境条件可以导致赤潮对鲍鱼的毒性效应加剧。由此可以推测,赤潮发生时皱纹盘鲍短时间内的大量死亡与米氏凯伦藻本身的毒性效应有关,而低氧等环境条件可以导致毒性效应加剧。     

高温条件下初始pH值对污泥-餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产CH4的影响

污泥-餐厨垃圾厌氧消化产氢产CH₄可将城市有机废弃物转化为可再生能源H₂、CH₄,对实现碳减排发挥着重要作用。通过批式试验探究高温条件下(55±1℃),不同初始pH值对污泥和餐厨垃圾联合厌氧发酵产氢余物产CH₄的影响。研究结果表明:适度地增加产氢余物的碱度会提高产CH₄效能,而过低的初始pH则抑制了产氢余物产CH₄效能。初始pH=8时,CH₄最高浓度(79.08%)、累积产甲烷量(101 mL/g DS)和最大CH₄生产速率(12.21 mL/d)均达到最大。不同初始pH下,总糖和总蛋白质的降解量跟累积产甲烷量呈正相关,其中总蛋白的降解量及降解率均高于总糖。初始pH=8时,总糖和总蛋白质的降解量及降解率最高,分别为6078 mg/L、55.70%和4710 mg/L、69.67%。不同初始pH值下,产氢余物厌氧消化后的pH都趋于7.5左右。