剩余污泥是污水处理厂生物法处理工艺产生的副产物,随着污水处理量的日益提高,剩余污泥的产生量显著增加。中国每年污水排放的总量达到640亿吨,产生的干污泥总量达1.12×103万吨,处理污泥的费用占了污水处理厂总投资的20%-45%。针对如此巨大的污泥量,如能对其进行无害化、资源化处理,最终转化为一种资源加以充分利用,不仅使污泥变废为宝,而且有利于环境保护,能带来良好的社会和经济效益。据报道,剩余污泥中粗蛋白的含量约占污泥干重的30%-60%,针对这些丰富的蛋白质资源,已有研究者采用了物理法、化学法和综合处理法提取污泥中蛋白,取得了一定的研究成果,但采用酶法提取污泥蛋白的报道却不多。本课题就是从酶法提取剩余污泥蛋白质入手,以上海市青浦区某污水处理厂消化、脱水后的剩余污泥为主要原材料,首先,用蛋白酶水解剩余污泥提取污泥蛋白,用凯氏定氮法测定蛋白质的含量,研究酶法提取污泥蛋白的最佳条件；然后,以提取的污泥蛋白为原料,用蛋白酶对污泥蛋白进一步水解,以柱前衍生反相高效液相色谱法测得复合氨基酸的产率为指标,研究酶法水解污泥蛋白制备复合氨基酸的最佳工艺；最后,用污泥蛋白水解得到的复合氨基酸与铜进行螯合反应,以铜元素螯合率为衡量标准,初步探讨复合氨基酸螯合铜的合成条件,制得的复合氨基酸螯合铜可以用来作为第三代饲料添加剂,具有广阔的应用前景。课题研究的主要结论如下：(1)实验室测得剩余污泥混合液pH为6.85,剩余污泥含水率为84.3%,用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶、胃蛋白酶和胰蛋白酶等六种蛋白酶在各自适宜的水解条件下提取污泥蛋白,最终选定碱性蛋白酶作为最优酶,并进行下一步的水解条件优化试验。结果表明：在pH为8、加酶量为2%、反应温度为55℃、液固比为4：1、反应时间为4h条件下,污泥蛋白的提取效果最好,提取率为52.4%。(2)提取的污泥蛋白先用碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、酸性蛋白酶、中性蛋白酶和胃蛋白酶等五种蛋白酶在各自适宜水解条件下对其进行酶解,最终选定碱性蛋白酶作为酶解的最优酶,并进行下一步酶法水解污泥蛋白制备复合氨基酸的最佳工艺研究。结果表明：在pH为10.0、加酶量为9mg/mL、反应时间为8h、反应温度为55℃条件下,污泥蛋白水解得到的复合氨基酸产率为10.62g/100g干污泥；污泥蛋白水解液中存在有17中氨基酸,其中包括7种必需氨基酸和10种非必需氨基酸,它们的产率分别为4.621g/100g干污泥和5.999g/100g干污泥,可见污泥蛋白水解液具有较高的营养价值；另外,还发现剩余污泥经蛋白酶水解最后得到的剩余污泥复合氨基酸溶液中,重金属元素浸出率都比较低,在饲料卫生标准规定的最低限值范围内,由此说明剩余污泥酶法水解制备复合氨基酸是安全可靠的。(3)制备的复合氨基酸与铜发生螯合反应制备复合氨基酸螯合铜,在pH值为6、反应时间为6h、反应温度为60。C、配位体摩尔比为2：1的条件下,复合氨基酸螯合铜的螯合率为35.96%；螯合产物经醇洗、纯化后,用Na2S化学鉴定法对其进行鉴定,发现纯化后的螯合物溶液中没有游离的氨基酸,加入硫化钠生成金属无机盐沉淀后,又出现了游离的氨基酸,说明纯化后的螯合物不是简单的氨基酸盐,而是氨基酸和金属形成的一种特殊物质,即复合氨基酸螯合铜；此外还对螯合产物进行红外光谱分析,发现复合氨基酸中的氨基和羰基的吸收峰都发生了明显的红移,由原来的3441.27cm-1和1632.57cm-1移至3467.03cm-1和1638.08cm1处,说明复合氨基酸中的氨基和羰基与铜离子发生了螯合反应,生成了结构稳定的螯合物,即复合氨基酸螯合铜。