申請日2013.08.20
公開(公告)日2013.12.25
IPC分類號C12N9/14; C02F11/00; C12N9/16; C12N9/50
摘要
本發(fā)明公開了一種活性污泥的高效利用方法，包括步驟：將活性污泥進(jìn)行離心或過濾處理以去除活性污泥中的水分;在脫水后的活性污泥中加入1-4倍量(w/v)的含非離子型表面活性劑的提取溶劑，攪拌或超聲波提取0.5-2小時(shí)后，離心或過濾得水解酶提取液;在水解酶提取液中加入乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑至其濃度為60%-90%，4℃-室溫靜置0.5-1.0小時(shí)后離心，取其沉淀，即獲得水解酶。通過上述方式，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)活性污泥的資源化利用，減少環(huán)境污染，同時(shí)開發(fā)出一種巨量的天然水解酶資源。
權(quán)利要求書
1.一種活性污泥的高效利用方法，其特征在于，包括以下步驟：
將活性污泥進(jìn)行離心或過濾處理以去除活性污泥中的水分;
在脫水后的活性污泥中加入1-4倍量(w/v)的含非離子型表面活性 劑的提取溶劑，攪拌或超聲波提取0.5-2小時(shí)后，離心或過濾得水解酶 提取液;
在水解酶提取液中加入乙醇或丙酮等有機(jī)溶劑至其濃度為 60%-90%，4℃-室溫靜置0.5-1.0小時(shí)后離心，取其沉淀，即獲得水解酶， 實(shí)現(xiàn)活性污泥的資源化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獲得水解酶提 取液的步驟之后，將水解酶提取液進(jìn)行膜濃縮。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述獲 得水解酶的步驟之后，將所述水解酶進(jìn)行干燥或溶解，以制成粉末水解 酶制劑或液體水解酶制劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述水解酶的干燥 方式為冷凍干燥、真空干燥或噴霧干燥。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述提取溶劑中的 非離子型表面活性劑為0.5%-2%的Triton X-100。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述獲得水解酶步 驟之后，對所述離心后的上清液進(jìn)行減壓蒸餾以回收其中的有機(jī)溶劑。
說明書
活性污泥的高效利用方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及環(huán)保與生物資源開發(fā)利用領(lǐng)域，特別是涉及一種活性污 泥的高效利用方法。
背景技術(shù)
微生物發(fā)酵法為常用的污水處理方法，通過微生物的代謝將有機(jī)廢 物分解成CO2和水，同時(shí)微生物自身也大量繁殖增長。污水處理過程具 體為微生物分泌各種胞外水解酶將大分子有機(jī)物水解成小分子物質(zhì)，小 分子物質(zhì)則可被微生物吸收和代謝，從而達(dá)到污水凈化的目的。
在污水處理過程中，污水處理廠須定期排出大量的微生物菌體，稱 為活性污泥或剩余活性污泥。隨著城鎮(zhèn)化、城市工業(yè)化的發(fā)展及城市人 口的增長，污水及活性污泥量迅速增長，如活性污泥以每年大約10%的 速度增長。活性污泥主要由細(xì)菌、病毒、真菌、藻類、原生動(dòng)物及所述 生物死亡后的殘留物組成，具有高度粘結(jié)性、壓縮性和腐敗性等，處理 非常困難。污水處理廠用于活性污泥處理的費(fèi)用占污水廠總投資和總運(yùn) 行費(fèi)用的約40%，活性污泥成為一個(gè)新的污染源。
現(xiàn)有活性污泥處理方法主要有直接或經(jīng)過發(fā)酵后作為農(nóng)作物的肥 料、填埋或烘干后填埋、焚燒及投海等。各方法的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
活性污泥中含大量有機(jī)態(tài)氮和豐富的無機(jī)鹽，是一種較好的有機(jī)肥 料，但活性污泥中常含有病原菌、有害蟲卵、重金屬和有毒物質(zhì)，不宜 作為肥料施用于農(nóng)田。且活性污泥含水量大，約80%，需脫水濃縮后施 加至田地里，在脫水過程中需添加大量的絮凝劑，但絮凝劑會(huì)造成土地 板結(jié)等諸多不良影響。
填埋法工程大，耗費(fèi)大量土地，且易污染周邊環(huán)境和地下水源。
焚燒法投資和運(yùn)行成本高，能源消耗大，且燃燒時(shí)有二氧化硫和二 惡因等有害物質(zhì)產(chǎn)生。
投海法易使海水污染，國際上已禁止拋海處理工業(yè)廢物和污水污 泥。
此外，針對活性污泥處理，還研究出多種熱解技術(shù)，如低溫或壓熱 解制油、微波高壓熱化學(xué)轉(zhuǎn)化等技術(shù)，在催化劑的作用下，將污泥中的 有機(jī)物熱分解轉(zhuǎn)化為燃?xì)狻⑷加秃徒褂偷龋幱谘芯侩A段的熱解技術(shù) 還存在產(chǎn)品品質(zhì)或生產(chǎn)成本等問題。總的來說，目前的活性污泥處理方 法都不能有效地解決活性污泥的處理。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種活性污泥的高效利用方法， 能夠從活性污泥中制備水解酶，實(shí)現(xiàn)活性污泥的資源化利用，減少環(huán)境 污染。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是：提供一種活 性污泥的高效利用方法，包括步驟：將活性污泥進(jìn)行離心或過濾處理以 去除活性污泥中的水分;在脫水后的活性污泥中加入1-4倍量(w/v)的 含非離子型表面活性劑的提取溶劑，攪拌或超聲波提取0.5-2小時(shí)后， 離心或過濾得水解酶提取液;在水解酶提取液中加入乙醇或丙酮等有機(jī) 溶劑至其濃度為60%-90%，4℃-室溫靜置0.5-1.0小時(shí)后離心，取其沉 淀，即獲得水解酶，實(shí)現(xiàn)活性污泥的資源化利用。
其中，獲得水解酶提取液后，還可將水解酶提取液進(jìn)行膜濃縮以便 沉淀水解酶。
其中，將獲得的水解酶進(jìn)行干燥或溶解，以制成粉末水解酶制劑或 液體水解酶制劑。干燥方式為冷凍干燥、真空干燥或噴霧干燥。
本發(fā)明提取溶劑中的非離子型表面活性劑為0.5%-2%的Triton X-100。
本發(fā)明可對有機(jī)溶劑進(jìn)行回收利用，具體為獲得水解酶沉淀后，對 離心后的上清液進(jìn)行減壓蒸餾以回收其中的有機(jī)溶劑。
本發(fā)明的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有的活性污泥處理技術(shù)，本發(fā)明將 活性污泥作為資源利用的方法，可從活性污泥中提取水解酶，具體為首 先將活性污泥進(jìn)行脫水處理，在脫水后的活性污泥中加入含有非離子型 表面活性劑的提取溶劑，攪拌或超聲波提取后，離心或過濾得水解酶提 取液，然后，在水解酶提取液中加入有機(jī)溶劑，并靜置后離心，獲得水 解酶沉淀。通過上述方式，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)活性污泥的資源化利用，減 少環(huán)境污染，同時(shí)開發(fā)出一種巨量的天然水解酶資源。
