本發(fā)明涉及污水污泥處理領域，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：
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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)在以下幾個方面，(1)、對水源的危害：污泥的無措施堆放和填埋過程中，產生大量酸性、堿性、有毒物質和污泥中的重金屬，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，氟化物嚴重超標，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，粉塵和細小顆粒懸浮物隨風遷移，致使空氣中二氧化硫及懸浮顆粒物超標，酸雨現(xiàn)象及揚塵天氣頻頻發(fā)生。(3)、對土地的危害：侵蝕土地，污泥產生量約為1800萬噸/年，有機物及重金屬，病原菌等有害物質遺留在土壤中，難以降解的物質嚴重腐蝕土地，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，對人體構成致癌隱患。地下水污染物含量超標，引發(fā)腹瀉、血吸蟲、沙眼等，特別以二噁英為最嚴重。
市政污水廠排放的污泥顆粒很細，富含有機質，但目前大量未經穩(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擔，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觸目驚心，污泥的資源化是全球各國追求的方向和目標，必將成為污泥唯一的最終出路。
目前國內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驗室研究階段，未見規(guī)?；a報道，對于污泥水解提取蛋白質設備，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的生產工藝及設備，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釜中進行水解，工作壓力為0.4-0.7MPa、水解溫度為135℃-150℃的條件下，水解時間為1-3小時，水解過程中保溫的同時不斷通入蒸汽翻動水解混合液；水解完畢，采用反應釜內殘余壓力進行直接過濾；將過濾溶液用鹽酸調節(jié)pH值后在長管濃縮設備中進行濃縮，得到產品。上述工藝存在的問題如下：(1)、不斷通入蒸汽進行攪拌，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行過濾，隨著過濾的進行，釜內壓力逐漸降低，以致不能完成固液分離；(3)、水解物料在進入過濾設備之前，沒有設置冷卻裝置，物料依靠自然冷卻，不能保證水解反應的立即終止，影響產品質量；(4)、水解完畢后立即過濾則會因為物料溫度過高，造成過濾設備的損壞，不能完成固液分離。
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技術實現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高效，實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出的剩余污泥為原料，調整其含水率至70-95％之間；
2)將調節(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構，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，并充分攪拌，使得污泥pH調節(jié)到0.5-2；
4)將調節(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；
5)將完成熱酸水解后的混合物進行固液分離，分別得到濾液和濾渣，除去不溶殘渣，濾液中含有天然復合氨基酸；
6)將濾液進行濃縮或烘干，得到微生物氨基酸濃液或粉末。
進一步的，本發(fā)明的提取方法還具有如下優(yōu)化工藝：
在步驟1)中，所述剩余污泥先經過PAM等高分子絮凝劑絮凝，然后進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構，是但不僅限于加熱、超聲、添加化學藥劑、機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，能夠將原本無法穩(wěn)定處理的污泥，尤其是處理廠二沉池的剩余污泥進行有效的處理和提取。能夠將原本廢棄的污泥中的微生物氨基酸進行提取和利用，變廢為寶。
[附圖說明]
圖1是本發(fā)明的方法流程圖。
[具體實施方式]
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
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構，使之成為可流動狀態(tài)。
在步驟S1中，剩余污泥濃縮先經過PAM等高分子絮凝劑絮凝，然后進行離心，或者進行壓濾。
作為本發(fā)明一實施例，調整步驟S1之后污泥含水率，在步驟S1和步驟S2之后，污泥達到可流動狀態(tài)即可。
作為本發(fā)明一較佳實施例，在步驟S1中，污泥經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。污泥可以完全實現(xiàn)可流動狀態(tài)，滿足后續(xù)高效率提取要求。同時，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，調節(jié)混合物pH到0.5-2，同時進行充分攪拌。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。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。污泥經加熱達到可流動狀態(tài)后，在同一罐體進行步驟S3操作，同時開始升溫至121℃。達到121℃保持0.5小時，視為步驟S4結束。該實施例視為序批式污泥酸水解提取微生物氨基酸的方法，設備用量少，熱能損失低。在設備投資，能源節(jié)省，經濟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行固液分離，分別得到濾液和濾渣，除去不溶殘渣，保留濾液，濾液中含有天然復合氨基酸；在步驟S6中，將濾液進行濃縮或烘干，得到微生物氨基酸濃液或粉末。
本發(fā)明經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，氨基酸占干基總質量的25％-35％。
以上僅表達了本發(fā)明的實施方法，并不能憑其描述而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應對指出的是，對于本領域的技術人員和操作人員，在不脫離本發(fā)明構思的前提下做出的若干變形和修飾，都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此本發(fā)明的保護范圍應當以權利要求書所界定的為準。