潘倩 刘艳梅 周贤栋 潘学军 杨本芹

摘 要：剩余污泥中蛋白質的资源化利用是目前研究的热点，污泥预处理则是实现污泥中蛋白质释放的重要途径。为了进一步提高剩余污泥中蛋白质的溶出效果，选取热碱预处理、超声碱联合预处理、溶菌酶预处理对污泥进行溶胞，以蛋白质提取浓度为主要指标进行参数优化，并利用等电点法对粗提取蛋白进行纯化回收。结果表明：溶胞效果热碱预处理（pH值13、温度140 ℃、时间1.5 h，2 062.98 mg/L）>超声碱联合预处理（497.76 mg/L）>溶菌酶预处理（269.95 mg/L），且在pH值为3时热碱预处理蛋白质纯化回收率可达62.42 %。试验结果表明：热碱预处理在提取效果方面较另外两种方法优势明显，具有良好的利用前景。

关键词：剩余污泥;热碱预处理;超声碱联合预处理;溶菌酶预处理;蛋白质

中图分类号：X703   文献标志码：A   文章编号：2096-6717（2020）04-0132-09

收稿日期：2020-11-11

基金项目：国家自然科学基金（No. 51608241）

作者简介：潘倩（1996- ），女，主要从事剩余污泥的资源化利用研究，E-mail：547078323@qq.com。

杨本芹（通信作者），女，博士，副教授，E-mail：ynybq87@kust.edu.cn。

Received：2020-11-11

Foundation items：National Natural Science Foundation of China （No. 51608241）

Author brief：PAN Qian （1996- ）， main research interest： resource utilization of residual sludge， E-mail： 547078323@qq.com.

YANG Benqin （corresponding author）， PhD， associate professor， E-mail： ynybq87@kust.edu.cn.

Optimal research on methods to extract protein from residual sludge of recycling

PAN Qian， LIU Yanmei， ZHOU Xiandong， PAN Xuejun， YANG Benqin

（Faculty of Environmental Science and Engineering，Kunming University of Science and Technology， Kunming 650500， P. R. China）

Abstract： The resource utilization of protein in excess sludge is a research hotspot at home and abroad， and sludge pretreatment is an important way to realize protein release from sludge. In order to further improve the dissolution efficiency of protein in excess sludge， this paper selected thermal-alkali pretreatment， ultrasonic-alkali pretreatment and lysozyme pretreatment as the method of disintegration in sludge， and optimized the parameters with the protein extraction concentration as the main index. The isoelectric point method was also used to purify and recover crude protein. The results showed that the cellulolytic effect： thermal-alkali pretreatment （pH 13， temperature 140 ℃， time 1.5 h， 2 062.98 mg/L） > ultrasonic-alkali pretreatment （497.76 mg/L） > lysozyme pretreatment （269.95 mg/L）， and the protein purification recovery of thermal-alkali pretreatment at pH 3 can reach 62.42%. It can be seen from the above test results that the thermal-alkali pretreatment has obvious advantages over the other two methods in terms of extraction effect， deserving of exploitation and utilization.

Keywords：excess sludge; thermal-alkali pretreatment; ultrasound-alkali pretreatment; lysozyme pretreatment; protein

剩余污泥是指污水处理厂在对污水进行生化处理时产生的不同废弃物的混合物。近年来，随着污水处理量的不断增多，剩余污泥的产量也逐年上升，预计2020年—2025年间，污泥的年产量有望突破6 000万t（以含水率80%计算）[1]。研究表明，剩余污泥的处理处置费用高达整个污水厂总运行费用的65%[2]，超过80%的污泥因处理不当成为环境的二次污染源[3]。因此，将污泥进行有效处理，以减少其对环境的污染是目前水处理行业发展的重中之重。

剩余污泥中含有大量蛋白质（约占污泥总量的30%～60%），充分利用其中的蛋白质，一方面可以达到污泥资源化的目的，另一方面还能减轻剩余污泥对环境的危害[4]。蛋白质资……