本發(fā)明涉及污水污泥處理領(lǐng)域，特別涉及一種污泥酸水解提取微生物氨基酸的提取方法。

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背景技術(shù)：
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隨著污水處理率的增加以及處理程度的深化，污水廠污泥產(chǎn)量逐年遞增，對水源、大氣、土地及人類健康造成很大危害，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，(1)、對水源的危害：污泥的無措施堆放和填埋過程中，產(chǎn)生大量酸性、堿性、有毒物質(zhì)和污泥中的重金屬，雨后流入地表水源及滲透到地表以下，造成地下水體黑臭，水質(zhì)惡化。目前全國60％的河流已存在氨氮、揮發(fā)酚、高錳酸鹽的污染，氟化物嚴(yán)重超標(biāo)，加之污泥廢水的流入和滲透，水體喪失了自凈功能，影響水生物繁殖和水資源利用。(2)、對大氣環(huán)境的污染：由于焚燒或長時(shí)間的堆放，排棄污泥釋放出大量惡臭、二噁英、二氧化硫等毒害氣體，粉塵和細(xì)小顆粒懸浮物隨風(fēng)遷移，致使空氣中二氧化硫及懸浮顆粒物超標(biāo)，酸雨現(xiàn)象及揚(yáng)塵天氣頻頻發(fā)生。(3)、對土地的危害：侵蝕土地，污泥產(chǎn)生量約為1800萬噸/年，有機(jī)物及重金屬，病原菌等有害物質(zhì)遺留在土壤中，難以降解的物質(zhì)嚴(yán)重腐蝕土地，污染地下水源。(4)、對人體健康的危害：污泥焚燒，填埋，堆放過程中釋放出大量粉塵及二噁英、二氧化硫等有毒氣體，對人體構(gòu)成致癌隱患。地下水污染物含量超標(biāo)，引發(fā)腹瀉、血吸蟲、沙眼等，特別以二噁英為最嚴(yán)重。

市政污水廠排放的污泥顆粒很細(xì)，富含有機(jī)質(zhì)，但目前大量未經(jīng)穩(wěn)定處理的污泥沒有正常的出路，不但成為污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)，而且污泥的任意排放和堆放對周圍環(huán)境造成的新的污染已經(jīng)觸目驚心，污泥的資源化是全球各國追求的方向和目標(biāo)，必將成為污泥唯一的最終出路。

目前國內(nèi)外對于污泥蛋白和氨基酸的提取的研究基本還都停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，未見規(guī)?；a(chǎn)報(bào)道，對于污泥水解提取蛋白質(zhì)設(shè)備，中國專利申請?zhí)枮?00610019063.7公開了一種用生石灰水解剩余活性污泥制備水解蛋白質(zhì)的生產(chǎn)工藝及設(shè)備，將剩余活性污泥、水、生石灰按1：1：0.06的比例混合攪拌20-30分鐘；將混合液抽入到水解反應(yīng)釜中進(jìn)行水解，工作壓力為0.4-0.7MPa、水解溫度為135℃-150℃的條件下，水解時(shí)間為1-3小時(shí)，水解過程中保溫的同時(shí)不斷通入蒸汽翻動水解混合液；水解完畢，采用反應(yīng)釜內(nèi)殘余壓力進(jìn)行直接過濾；將過濾溶液用鹽酸調(diào)節(jié)pH值后在長管濃縮設(shè)備中進(jìn)行濃縮，得到產(chǎn)品。上述工藝存在的問題如下：(1)、不斷通入蒸汽進(jìn)行攪拌，破壞了水解過程中物料的均勻性，不能保證水解過程中水的平衡，影響水解效果；(2)、水解后物料直接利用殘余壓力進(jìn)行過濾，隨著過濾的進(jìn)行，釜內(nèi)壓力逐漸降低，以致不能完成固液分離；(3)、水解物料在進(jìn)入過濾設(shè)備之前，沒有設(shè)置冷卻裝置，物料依靠自然冷卻，不能保證水解反應(yīng)的立即終止，影響產(chǎn)品質(zhì)量；(4)、水解完畢后立即過濾則會因?yàn)槲锪蠝囟冗^高，造成過濾設(shè)備的損壞，不能完成固液分離。

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技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效，實(shí)用的污泥水解提取微生物氨基酸提取方法。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，包括以下步驟：

1)以市政污水處理廠二沉池產(chǎn)出的剩余污泥為原料，調(diào)整其含水率至70-95％之間；

2)將調(diào)節(jié)好含水率的剩余污泥置入蒸汽加熱攪拌裝置，使用蒸汽加熱污泥至70℃-85℃，破壞剩余污泥的絮體結(jié)構(gòu)，使之成為可流動狀態(tài)；

3)向流動狀態(tài)的污泥中添加濃鹽酸，并充分?jǐn)嚢?，使得污泥pH調(diào)節(jié)到0.5-2；

4)將調(diào)節(jié)好pH的污泥置于水解裝置，加熱至105-121℃，保持該溫度水解0.5-4小時(shí)；

5)將完成熱酸水解后的混合物進(jìn)行固液分離，分別得到濾液和濾渣，除去不溶殘?jiān)?，濾液中含有天然復(fù)合氨基酸；

6)將濾液進(jìn)行濃縮或烘干，得到微生物氨基酸濃液或粉末。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的提取方法還具有如下優(yōu)化工藝：

在步驟1)中，所述剩余污泥先經(jīng)過PAM等高分子絮凝劑絮凝，然后進(jìn)行離心或壓濾中的至少一種過濾。

在步驟2)中，所述破壞剩余污泥的絮體結(jié)構(gòu)，是但不僅限于加熱、超聲、添加化學(xué)藥劑、機(jī)械攪拌中的至少一種。

在步驟3)中，除添加濃鹽酸外，還添加包括鹽酸、硝酸、硫酸、醋酸中的至少一種。

在步驟4)中，所述水解裝置包括序批式和連續(xù)式反應(yīng)釜中的至少一種。

在步驟5)中，所述固液分離方法是但不僅限于沉降、離心、過濾、膜過濾、壓濾、真空、氣化中的至少一種。

在步驟6)中，所述微生物氨基酸濃液或粉末，氨基酸得率在60％以上，氨基酸占干基總質(zhì)量的25％-35％。

本發(fā)明的污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，能夠?qū)⒃緹o法穩(wěn)定處理的污泥，尤其是處理廠二沉池的剩余污泥進(jìn)行有效的處理和提取。能夠?qū)⒃緩U棄的污泥中的微生物氨基酸進(jìn)行提取和利用，變廢為寶。

[附圖說明]

圖1是本發(fā)明的方法流程圖。

[具體實(shí)施方式]

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明公開了一種污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，在步驟S1中，將污泥含水率濃縮至含水率70％-95％；在步驟S2中，將調(diào)節(jié)好含水率的剩余污泥置入蒸汽加熱攪拌裝置，使用蒸汽加熱污泥至70℃-85℃，破壞剩余污泥的絮體結(jié)構(gòu)，使之成為可流動狀態(tài)。

在步驟S1中，剩余污泥濃縮先經(jīng)過PAM等高分子絮凝劑絮凝，然后進(jìn)行離心，或者進(jìn)行壓濾。

作為本發(fā)明一實(shí)施例，調(diào)整步驟S1之后污泥含水率，在步驟S1和步驟S2之后，污泥達(dá)到可流動狀態(tài)即可。

作為本發(fā)明一較佳實(shí)施例，在步驟S1中，污泥經(jīng)絮凝壓濾之后濃縮至含水率75％；在步驟S2中，污泥通過蒸汽加熱至80℃，并保持該溫度30分鐘左右。污泥可以完全實(shí)現(xiàn)可流動狀態(tài)，滿足后續(xù)高效率提取要求。同時(shí)，污泥含水率較低，降低后續(xù)藥劑添加和濃縮成本。

在步驟S3中，向步驟S2之后的污泥中添加濃鹽酸，調(diào)節(jié)混合物pH到0.5-2，同時(shí)進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。在步驟S4中，將污泥加熱至105-121℃，保持該溫度水解0.5-4小時(shí)。污泥中氨基酸在步驟S4中充分游離，溶解到水溶液中。

作為本發(fā)明另一較佳實(shí)施例，步驟S2中涉及的加熱罐和步驟S4中涉及的水解罐為同一罐體。污泥經(jīng)加熱達(dá)到可流動狀態(tài)后，在同一罐體進(jìn)行步驟S3操作，同時(shí)開始升溫至121℃。達(dá)到121℃保持0.5小時(shí)，視為步驟S4結(jié)束。該實(shí)施例視為序批式污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，設(shè)備用量少，熱能損失低。在設(shè)備投資，能源節(jié)省，經(jīng)濟(jì)效益等方面有明顯的優(yōu)勢。

本發(fā)明還包括步驟S5和步驟S6，在步驟S5中，將完成酸水解后的混合物進(jìn)行固液分離，分別得到濾液和濾渣，除去不溶殘?jiān)?，保留濾液，濾液中含有天然復(fù)合氨基酸；在步驟S6中，將濾液進(jìn)行濃縮或烘干，得到微生物氨基酸濃液或粉末。

本發(fā)明經(jīng)過酸水解提取微生物氨基酸，得到微生物氨基酸濃液或粉末，氨基酸得率在60％以上，氨基酸占干基總質(zhì)量的25％-35％。

以上僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方法，并不能憑其描述而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)對指出的是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員和操作人員，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出的若干變形和修飾，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。