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近几年来,随着我国城镇化的不断发展,污泥产量急剧增长,污泥的处理处置越来越受到关注,如不经过合理的处理处置,就会对环境会造成二次污染,危害人类健康。依据绿色经济、循环经济的指导思想,将污进行泥高效处理、循环使用,已成为污泥资源化处置的新思路。本文以城市污水处理厂浓缩污泥为试验对象,研究了热碱法、热酸法和超声波-碱协同提取污泥蛋白质的水解效果及对污泥脱水性能的影响,提出了优化的水解提取蛋白工艺操作条件,并分析了该技术的应用前景。论文主要研究结果如下:(1)采用热碱法水解污泥,对初始pH、温度、时间和含水率等因素的影响规律进行了研究,确定其影响程度为:初始pH>温度>污泥含水率>时间;并得到优化试验的基本操作条件:初始pH为12,温度为120℃,含水率约为92%,水解时间为4h。在此条件下,提取上清液中蛋白质浓度约为22019.4mg/L,较对照增加了45.1倍,蛋白质提取率达到88.3%;同时,污泥比阻降低为1.4×109S2/g左右,污泥脱水性能提高90%以上;对所得污泥蛋白液进行发泡性能的测试,蛋白液中蛋白含量越高,尤其是多肽含量越高,其发泡性越好。在优化条件下蛋白液中多肽含量约为6600mg/L,起泡性接近于450%,稳定性为85%,符合我国泡沫灭火剂和混凝土发泡剂的市售标准;(2)通过热酸法水解污泥试验,研究了初始pH、温度、时间和含水率等主要因素对提取污泥蛋白质及污水脱水性能的影响规律,确定其影响程度为:初始pH>温度>污泥含水率>时间;同时得到了优化试验的操作条件,即初始pH为0.5,温度为130℃,含水率约为92%,时间为4h。在此条件下,该污泥上清液的蛋白质浓度约为30432.6mg/L,较原污泥上清液提高近62.8倍,蛋白质提取率达到约92.15%。污泥比阻下降到0.66×108S2/g,污泥脱水性能提高了近99%;在优化条件下蛋白液中多肽含量约为13800mg/L,起泡性约为650%,稳定性约为88%,满足我国泡沫灭火剂和混凝土发泡剂的市售要求;(3)根据超声波-碱协同水解试验研究结果,初始pH、功率密度、含水率和反应时间等主要因素对于水解反应的影响程度为:初始pH>功率密度>污泥含水率>反应时间;通过优化试验基本确定了较佳的操作条件,即初始pH为12,功率密度为1.67W/mL,超声时间为20min,含水率约为94%,在此条件下,提取上清液中的蛋白质浓度约为10857.7mg/L,较原污泥上清也提高近19.4倍,提取率达57.2%;污泥比阻下降为1.2×109S2/g,污泥脱水性能提高了93%以上;优化条件下蛋白液中多肽含量约为3280 mg/L,起泡性和稳泡性约为350%和80%,符合我国泡沫灭火剂和混凝土发泡剂的市售标准。(4)综合分析热碱法、热酸法和超声波-碱协同的污泥水解效果及其技术经济成本可知,热碱法更具工程实用性;与工程实例的比较分析表明,该技术进一步提高了蛋白提取效果,明确了对污泥脱水性能的影响,因此具有广阔的应用前景。