微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化利用(三)

技术原理
微生物蛋白提取方式的污泥处理及资源化技术是以城镇污水处理厂产生的生化污泥为处理对象，通过理化作用破坏污泥细菌细胞壁，释放其中的蛋白质和水分，通过固液分离得到含蛋白液体和污泥残渣。然后将蛋白溶液浓缩制成为蛋白发泡剂。因细胞内水分和蛋白的释放，污泥残渣含水率经过卧螺离心机脱水后降低至50%。可作为绿化土、建材填充料或加工成土壤改良剂、绿化有机肥进行利用。
技术应用
产业化试验（30吨/日）
2010年3月建设完成了污泥（80%）处理量30吨/天的产业化试验车间，并成功实施了开车运行。污泥来源于天津市滨海新区塘沽新河污水处理厂，污泥处理前后的主要数据见表1。
实验原料
污泥来源 含水率（%） 蛋白含量（%）
湿基 干基
天津市塘沽新河污水厂 82.2% 5.6% 31.5%
处理后污泥残渣 51.9% 4.6% 9.6%

产业化应用实例
天津市裕川置业集团有限公司申报的包括裕川污泥处理技术、裕川建材以及裕川干粉砂浆技术的“固体废弃物资源化及余热利用”项目获得国家发改委2009年资源节约和环境保护项目资金支持。污泥资源化处理子项建设地东侧为新建热电厂、北侧为新建的北塘污水处理厂。污泥资源化处理子项以热电厂余热为热源处理北塘污水处理厂污泥，避免污泥远距离运输，节约能源降低环境污染。污泥处理车间出来的一次蒸汽冷凝水送入裕川建材厂作为建材养护热源，而实现热能的多次综合利用。裕川建材与干粉砂浆综合利用热电厂产生的炉渣、粉煤灰固体废料。该项目污泥处理能力：污泥处理量：300吨/天（污泥含水率80%）；
资源化产品应用
提取后的微生物蛋白具有良好的发泡性能以及泡沫稳定性，将自制的污泥蛋白的发泡剂与市售各种常见发泡剂进行性能比较（见表2）。
表2污泥微生物蛋白发泡剂和其它发泡剂的性能比较
项目 动物性发泡剂 植物性发泡剂 动物蹄角发泡剂 松香皂 污泥蛋白发泡剂 标准要求
沉陷距/mm 6.5 9.5 <5 29 7.5 1h,<10
泌水量/ml 81.2 92.3 <35 110 72.5 1h,<80
发泡倍数/倍 28 30 >25 29 36.7 >20
稳定性/h 15.6 5 >24 ----- 19.2 ≥2
pH值 7.2 6.9 6.5-7.5 ------ 7.1 7+-0.5
密度/（g/cm³） 1.18 1.03 1.1+-0.05 ------ 1.028 1.00-1.20
注：表中数据来自文献

从表2可知，污泥蛋白发泡剂各项指标均满足发泡剂标准要求。发泡剂溶液中蛋白质浓2度与发泡倍数以及泡沫稳定性的关系曲线如图4所示。
蛋白发泡剂发泡机理是基于球状蛋白（蛋白中氨基酸作用形成）打开形成蛋白膜而包住空气，由于体系存在着巨大的气液界面，是热力学的不稳定体系，泡沫最终还是会趋于破裂。造成泡沫破裂的主要原因是液膜的排液使膜体减薄和泡内气体的扩散。泡沫中液膜的排液主要有重力排液、表面张力排液和气体扩散排液三种。重力排液在液膜厚度较厚时影响较大。表面张力排液引起泡沫气泡交界处形成Plateau界面，如果要使两者之间的压力差最小，液膜之间的夹角应为120·，所以多边形泡沫结构中大多为六边形结构。