資源化(hua)(hua)是(shi)城市(shi)污(wu)泥(ni)處理處置(zhi)的(de)(de)(de)必然趨(qu)勢(shi)，回收利用(yong)污(wu)泥(ni)中(zhong)豐富的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)用(yong)作動物(wu)飼料(liao)添(tian)加劑(ji)、發泡劑(ji)原料(liao)和肥(fei)料(liao)等(deng)是(shi)一(yi)個新的(de)(de)(de)研(yan)究方(fang)向。蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)資源化(hua)(hua)包括污(wu)泥(ni)水解(jie)提(ti)取(qu)(qu)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)、蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)純(chun)化(hua)(hua)分離和污(wu)泥(ni)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)開發應用(yong)3個步驟(zou)。其(qi)中(zhong)，提(ti)取(qu)(qu)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)中(zhong)熱(re)-堿法(fa)、熱(re)-酸法(fa)、超聲(sheng)-堿法(fa)和超聲(sheng)-酶法(fa)的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)提(ti)取(qu)(qu)率(lv)在65%以(yi)(yi)上。蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)純(chun)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)過程中(zhong)循(xun)環(huan)水解(jie)和膜(mo)技術能進一(yi)步提(ti)高提(ti)取(qu)(qu)液中(zhong)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)的(de)(de)(de)濃度，鹽析沉淀法(fa)和等(deng)電點沉淀法(fa)可(ke)回收其(qi)中(zhong)85%以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)。用(yong)作動物(wu)飼料(liao)添(tian)加劑(ji)和肥(fei)料(liao)是(shi)提(ti)取(qu)(qu)純(chun)化(hua)(hua)出的(de)(de)(de)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)最有前(qian)景的(de)(de)(de)應用(yong)方(fang)式。最后對城市(shi)污(wu)泥(ni)中(zhong)蛋(dan)(dan)(dan)白(bai)(bai)質(zhi)資源化(hua)(hua)的(de)(de)(de)研(yan)究方(fang)向提(ti)出了建議與(yu)展望。 1總結了目(mu)前污泥(ni)蛋白質資源(yuan)化(hua)的(de)研究(jiu)進(jin)展，從污泥(ni)水解提取蛋白質，蛋白質的(de)純(chun)化(hua)分離(li)和污泥(ni)蛋白質的(de)開發(fa)應用3個(ge)方面進(jin)行了綜(zong)述。 2污泥蛋白質(zhi)的(de)(de)用(yong)途豐(feng)富(fu)，用(yong)作動物飼(si)料添加劑(ji)和肥料是提取純(chun)化出的(de)(de)蛋白質(zhi)最(zui)有前景(jing)的(de)(de)應用(yong)方式。對城市污泥中蛋白質(zhi)資(zi)源(yuan)化的(de)(de)研究(jiu)方向(xiang)提出了建議與展望。 主要內容(rong)：關于城市(shi)污泥中蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)的資(zi)源化本(ben)文對目前(qian)的進展進行總結(jie)，以(yi)期(qi)為今后的研(yan)究提供參考。圖1總結(jie)了(le)污泥蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)資(zi)源化的技(ji)術路線(xian)，包(bao)括(kuo)3個重要步驟：污泥水解提取蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)、蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)的純化分離和污泥蛋(dan)(dan)白(bai)質(zhi)的開發應用。 1 污泥(ni)水解提(ti)取蛋白質 從污泥中(zhong)提取蛋白質的關(guan)鍵在(zai)于尋找能方便有效水解(jie)污泥，破壞(huai)微生(sheng)物菌體細胞，使胞內蛋白釋(shi)放(fang)，又不會將其大量破壞(huai)的方法。表(biao)1總(zong)結(jie)了現(xian)有的污泥水解(jie)方法和蛋白質提取效果。 比較(jiao)(jiao)可知，聯合(he)處(chu)理(li)法(fa)較(jiao)(jiao)物理(li)法(fa)、化學法(fa)、生物法(fa)提(ti)取蛋白質的(de)(de)效(xiao)果更(geng)好，其中熱-堿法(fa)、熱-酸(suan)法(fa)、超聲-堿法(fa)和超聲-酶法(fa)是目前最高效(xiao)的(de)(de)方法(fa)，能達到(dao)65%以(yi)上的(de)(de)提(ti)取率。
2 蛋(dan)白質的(de)純化(hua)分離 污泥(ni)水(shui)解得到的(de)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)提取液是混合溶液，含有蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)、多糖、脂(zhi)肪、重金屬等多種物質(zhi)(zhi)(zhi)。蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)分離是后續(xu)產品制備(bei)的(de)前提。污泥(ni)蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)純(chun)化分離常以沉(chen)淀(dian)結晶(jing)法實現，為增強沉(chen)淀(dian)效果，研究中(zhong)一般(ban)先對提取液進行濃(nong)縮，提高蛋(dan)白(bai)(bai)(bai)質(zhi)(zhi)(zhi)濃(nong)度
3 污泥蛋白質的開發應用 污泥蛋白質用途眾(zhong)多，可作為動物飼料(liao)添加(jia)劑(ji)，也(ye)可制(zhi)成泡沫(mo)混凝土及泡沫(mo)滅(mie)火劑(ji)的發泡劑(ji)和生(sheng)產肥料(liao)，以及造紙增(zeng)強劑(ji)和木(mu)材膠(jiao)粘劑(ji)。 3.1 動物飼(si)料添(tian)加劑 我(wo)國蛋白(bai)質飼料(liao)資源(yuan)短缺，對進口(kou)的依(yi)賴性不斷增強，提取污(wu)泥中(zhong)含(han)量豐富(fu)的蛋白(bai)質作為(wei)飼料(liao)添加劑具有現實(shi)意義。污(wu)泥蛋白(bai)質至少需滿足以下2個條(tiao)件： 1)污泥蛋白質(zhi)與傳統(tong)飼料添加劑有(you)相同的營養價(jia)值； 2)污泥蛋白質飼料產(chan)(chan)品是安全的，不(bu)會對動物、人類和生態產(chan)(chan)生不(bu)良(liang)影響(xiang)。 如表3所示，污(wu)泥(ni)蛋(dan)白(bai)(bai)質產品(pin)的(de)必需(xu)氨基(ji)酸(suan)總(zong)含(han)量高(gao)于3種常(chang)用(yong)的(de)蛋(dan)白(bai)(bai)質飼(si)料添加劑(除色(se)氨酸(suan)在(zai)(zai)(zai)酸(suan)水解法測定蛋(dan)白(bai)(bai)質的(de)過程中(zhong)被破(po)壞未檢出外(wai)，必需(xu)氨基(ji)酸(suan)全部檢出)，非必需(xu)氨基(ji)酸(suan)在(zai)(zai)(zai)總(zong)質量中(zhong)的(de)占比也很(hen)高(gao)。此外(wai)，污(wu)泥(ni)蛋(dan)白(bai)(bai)質產品(pin)中(zhong)粗蛋(dan)白(bai)(bai)含(han)量與啤酒酵母和骨(gu)粉相似，總(zong)消化養(yang)分、維持(chi)凈能(neng)等(deng)含(han)量高(gao)于主要飼(si)料。可見污(wu)泥(ni)蛋(dan)白(bai)(bai)質在(zai)(zai)(zai)營養(yang)價值上有(you)用(yong)作飼(si)料添加劑的(de)潛力。
3.2 發泡劑 污泥蛋白(bai)質類(lei)發(fa)(fa)泡(pao)劑優于發(fa)(fa)泡(pao)性能不穩定的植物(wu)蛋白(bai)質類(lei)發(fa)(fa)泡(pao)劑，和原(yuan)材料資(zi)源有(you)限且制備過程(cheng)污染(ran)嚴重的動物(wu)蛋白(bai)質類(lei)發(fa)(fa)泡(pao)劑而(er)倍受關(guan)注。 污泥堆(dui)肥接受度高(gao)，應用廣泛，但存在重金屬和其他有毒有害(hai)物質積累等(deng)問題，將蛋(dan)白(bai)質或氨基(ji)酸(suan)從污泥中提取出來用作(zuo)肥料(liao)，則不存在安全隱患(huan)。 除以上用(yong)途(tu)外(wai)，根(gen)據已有報道，污泥蛋白質(zhi)改性(xing)處理后，還可用(yong)作瓦(wa)楞原紙增強(qiang)劑，以及作為生物質(zhi)資源(yuan)開(kai)發環保型木材膠粘劑。 重(zhong)要結論：本文總結了目前污(wu)泥(ni)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)資源化(hua)的(de)研究(jiu)(jiu)進(jin)(jin)展，從污(wu)泥(ni)水(shui)解提(ti)取蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)的(de)純化(hua)分(fen)離(li)和污(wu)泥(ni)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)的(de)開發(fa)應用3個方面(mian)進(jin)(jin)行(xing)(xing)綜述，發(fa)現污(wu)泥(ni)中(zhong)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)的(de)提(ti)取已有較全面(mian)的(de)研究(jiu)(jiu)，其中(zhong)熱-堿(jian)法(fa)、熱-酸法(fa)、超聲-堿(jian)法(fa)和超聲-酶法(fa)效果最好，蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)提(ti)取率能超過65%。所得的(de)提(ti)取液可通過循環(huan)水(shui)解或膜處理進(jin)(jin)行(xing)(xing)高效濃縮，隨后鹽析沉淀法(fa)或等電點沉淀法(fa)可分(fen)離(li)出其中(zhong)85%以上的(de)蛋(dan)白(bai)質(zhi)(zhi)。 污泥(ni)蛋(dan)(dan)白質(zhi)的(de)(de)用途豐(feng)富，制備肥(fei)料(liao)(liao)、作(zuo)為發泡劑(ji)制備泡沫(mo)蛋(dan)(dan)白滅(mie)火(huo)劑(ji)及泡沫(mo)混(hun)凝(ning)土已有實際生產(chan)(chan)案(an)例(li)，且產(chan)(chan)品質(zhi)量優良。用作(zuo)動物飼料(liao)(liao)添加劑(ji)雖還(huan)處(chu)于實驗室研究(jiu)階段，但營養性(xing)已完全達標(biao)，在嚴格控制重(zhong)金(jin)屬(shu)等(deng)有害物質(zhi)的(de)(de)前(qian)提下，污泥(ni)蛋(dan)(dan)白質(zhi)對動物是安全的(de)(de)。污泥(ni)蛋(dan)(dan)白質(zhi)同時還(huan)具有開發其他用途的(de)(de)潛質(zhi)。就目前(qian)的(de)(de)市場需求、生產(chan)(chan)效益和(he)可消(xiao)納污泥(ni)量而(er)言，制備肥(fei)料(liao)(liao)和(he)動物飼料(liao)(liao)添加劑(ji)前(qian)景最廣闊。 今后研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)需(xu)要關注以下(xia)幾(ji)點：1)部分(fen)污泥(ni)水(shui)(shui)解技(ji)術對(dui)污泥(ni)的(de)(de)(de)(de)破解效果(guo)顯(xian)著(zhu)，但(dan)其蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)取(qu)(qu)效率(lv)還未知，后續可嘗試采用更多的(de)(de)(de)(de)水(shui)(shui)解方法(fa)提(ti)高蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)取(qu)(qu)率(lv)；2)蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)取(qu)(qu)溶(rong)液的(de)(de)(de)(de)濃(nong)縮方法(fa)眾多，目(mu)前的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)僅(jin)涉及(ji)膜處(chu)理和(he)(he)循環(huan)水(shui)(shui)解2種，應加強對(dui)污泥(ni)蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)取(qu)(qu)液最適濃(nong)縮方法(fa)的(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)；3)深入研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)循環(huan)水(shui)(shui)解過程中蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)和(he)(he)破壞情況，尋找(zhao)其最優化工藝條件(jian)；4)關注不(bu)同(tong)(tong)蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)提(ti)取(qu)(qu)方法(fa)和(he)(he)分(fen)離純(chun)化技(ji)術作(zuo)用效果(guo)的(de)(de)(de)(de)同(tong)(tong)時，加強對(dui)處(chu)理過程中有毒有害物質(zhi)(zhi)(zhi)遷移去除的(de)(de)(de)(de)探索(suo)；5)進一步研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)污泥(ni)蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)飼(si)料的(de)(de)(de)(de)生態安全，制定科學的(de)(de)(de)(de)標準和(he)(he)使用方法(fa)，促(cu)進污泥(ni)蛋(dan)(dan)(dan)白質(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)為飼(si)料添加劑的(de)(de)(de)(de)更廣(guang)泛(fan)應用。 |
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