一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法与流程

1.本发明属于废水处理技术领域，特别涉及一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法。


背景技术：

2.目前，采用生物发酵技术生产燃料乙醇和蛋白饲料过程中，附着在碟片离心机上的菌体蛋白需要用磷酸洗液和碱液清洗，其产生的废水特征是蛋白悬浮物高和磷含量超标，对污水处理系统造成了一定程度的压力。为了缓解该压力，急需研究一种对应处理该废水中菌体蛋白和磷的方法，以降低废水处理难度。并且，菌体蛋白的附加价值较高，其能够用于补充污水处理生化系统的碳源，节省外购葡萄糖的费用，从而进一步降低污水处理的成本，因此，如何有效回收清洗水中的菌体蛋白，是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，解决现有技术无法有效提取清洗水中菌体蛋白的技术问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：
5.获取碟片离心机清洗水；
6.将所述清洗水与pam混合并搅拌，得到絮凝液；
7.将所述絮凝液经压滤，得到滤饼和滤液；
8.将所述滤饼经洗涤，得到提取物；
9.将所述提取物经脱水、干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。
10.可选的，所述清洗水与所述pam混合的体积比为：(450
‑
550):1。
11.可选的，所述搅拌的频率为：30hz，所述搅拌的时间为：10
‑
20min。
12.可选的，所述洗涤包括步骤：采用75
‑
85℃的去离子水多次洗涤所述滤饼。
13.可选的，所述洗涤的终点为：所述提取物中菌体蛋白磷浓度＜0.5ppm。
14.可选的，所述脱水包括步骤：采用压缩空气对所述提取物进行脱水。
15.可选的，所述脱水的终点为：所述提取物中菌体蛋白含水率＜75％。
16.可选的，还包括如下步骤：
17.调节所述滤液的ph值为5.5；
18.将所述滤液与pam混合并搅拌，得到除磷废水。
19.可选的，采用聚合硫酸铝调节所述滤液的ph值。
20.可选的，所述滤液与所述pam混合的体积比为：(550
‑
650):1。
21.本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
22.本发明实施例提供的一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：获取碟片离心机清洗水；将所述清洗水与pam混合并搅拌，得到絮凝液；将所述絮凝液经
压滤，得到滤饼和滤液；将所述滤饼经洗涤，得到提取物；将所述提取物经脱水、干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。本提取方法通过pam的絮凝作用粗提清洗水中的菌体蛋白，通过压滤使菌体蛋白集中于滤饼内，而后通过洗涤，降低滤饼中的磷含量，最后通过脱水、干燥及粉碎，得到方便使用的菌体蛋白粉，该方法能够快速有效的提取清洗水中的菌体蛋白，方便清洗水的后续处理，同时提供方便后续使用的菌体蛋白粉。
23.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
25.图1是本发明实施例提供的一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法的流程图。
具体实施方式
26.下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
27.在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。例如，室温可以是指10～35℃区间内的温度。
28.除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
29.本技术实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
30.根据本发明一种典型的实施方式，提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：
31.s1、获取碟片离心机清洗水。
32.s2、将所述清洗水与pam混合并搅拌，得到絮凝液。
33.具体而言：pam一般指聚丙烯酰胺，其是丙烯酰胺均聚物或与其他单体共聚的聚合物的统称。在清洗水中投加pam后，清洗水中不具有凝聚的性能的悬浮物的胶体及分散颗粒在分子力的相互作用下生成絮状体，且在沉降过程中互相碰撞凝聚，尺寸和质量不断变大，沉速不断增加，从而对清洗水中的菌体蛋白进行有效富集。并且随着沉淀的持续进行，沉淀物互相接触、相互挤集、互相支承，在重力的作用下发生压缩沉淀，下层沉淀物间的水在上层沉淀物的重力作用下被挤出，使污泥得到浓缩。
34.作为一种可选的实施方式，所述清洗水与所述pam混合的体积比为：(450
‑
550):1。
35.作为一种可选的实施方式，所述搅拌的频率为：30hz，所述搅拌的时间为：10
‑
20min。
36.选取上述参数范围的作用是保证絮凝和沉淀的充分性，从而保证清洗水中菌体蛋白的有效富集。
37.s3、将所述絮凝液经压滤，得到滤饼和滤液。
38.s4、将所述滤饼经洗涤，得到提取物。
39.作为一种可选的实施方式，所述洗涤包括步骤：采用75
‑
85℃的去离子水多次洗涤所述滤饼。所述洗涤的终点为：所述提取物中菌体蛋白磷浓度＜0.5ppm。
40.具体而言：采用75
‑
85℃的去离子水能够清洗残留在菌体蛋白中的磷酸盐，以使菌体蛋白中磷酸含量降低，多次洗涤能够有效保证洗涤效果，当达到洗涤终点，即磷浓度＜0.5ppm时，该菌体蛋白即可符合后续用于补充污水处理生化系统的碳源的标准，从而实现节省外购葡萄糖的费用，变废为宝，资源回收合理利用，节约后续步骤的成本。
41.s5、将所述提取物经脱水、干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。
42.作为一种可选的实施方式，所述脱水包括步骤：采用压缩空气对所述提取物进行脱水。
43.具体而言：本实施例中采用压缩空气对提取物进行脱水指，运用现有技术中心任意一种压缩空气脱水装置进行脱水，例如公开号cn201030267提到的压缩空气脱水器。采用压缩空气进行脱水的好处在于：(1)脱水效率高；(2)无需加热，不会导致菌体蛋白变性；(3)不会对空气和排水造成污染。
44.作为一种可选的实施方式，所述脱水的终点为：所述提取物中菌体蛋白含水率＜75％。
45.控制该含水率范围的作用在于方便运输，该含水率的情况下即能维持方便运输的状态，又能够便于装入后续的干燥设备。
46.s5.1将得到的菌体蛋白粉通过包装机装袋，方便后续运输和使用。
47.s6、调节步骤s3中的所述滤液的ph值为5.5。
48.调节滤液ph值为5.5的作用是：形成酸性环境，废水中的磷酸根和聚合硫酸铝反应形成铝盐沉淀，用此化学方法去除磷，然后在加pam絮凝，形成大的絮体沉淀。
49.将所述滤液与pam混合并搅拌，得到除磷废水。
50.具体而言：将pam加入调节ph值为5.5的滤液内，从而絮凝除磷，得到除磷废水，满足后续废水处理对磷含量的指标要求。
51.作为一种可选的实施方式，采用聚合硫酸铝调节所述滤液的ph值。
52.选取聚合硫酸铝的原因在于：聚合硫酸铝是复合型高分子聚合物，其分子结构庞大、吸附能力强、形成的絮凝体大、沉淀速度快、活性高、过滤性能好，并且对滤液的ph值影响较小。
53.作为一种可选的实施方式，所述滤液与所述pam混合的体积比为：(550
‑
650):1。
54.本提取方法通过步骤s1
‑
s5进行菌体蛋白的提取，具体地，本提取方法通过步骤s1和s2，利用pam的絮凝作用富集并粗提清洗水中的菌体蛋白，然后通过步骤s3，利用压滤使滤饼和滤液有效分离，同时使菌体蛋白集中于滤饼内，而后通过步骤s4，利用洗涤的方式降
低滤饼中的磷含量，最后通过步骤s5中脱水、干燥及粉碎的步骤，得到方便使用的菌体蛋白粉。本提取方法通过步骤s6进行滤液的除磷工作，得到方便进行后续污水处理的除磷废水。
55.下面将结合实施例、对照例及实验数据对本技术的碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法进行详细说明。
56.实施例1
57.本实施例提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：
58.s1、获取碟片离心机清洗水0.5m3。
59.s2、将清洗水与pam以体积比500:1混合并搅拌，得到絮凝液，搅拌的频率为30hz，搅拌的时间为20min。
60.s3、将絮凝液经压滤，得到滤饼和滤液。
61.s4、采用80℃的去离子水多次洗涤所述滤饼，得到提取物。洗涤的终点为提取物中菌体蛋白磷浓度＜0.5ppm。
62.s5、采用压缩空气脱水装置对提取物进行脱水，脱水的终点为提取物中菌体蛋白含水率＜75％。然后运输脱水后的提取物至干燥装置，依次通过干燥装置和粉碎装置进行干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。
63.s5.1将得到的菌体蛋白粉通过包装机装袋。
64.s6、采用聚合硫酸铝调节步骤s3中滤液的ph值为5.5，然后将滤液与pam以体积比600：1混合并搅拌，得到除磷废水。
65.实施例2
66.本实施例提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：
67.s1、获取碟片离心机清洗水0.5m3。
68.s2、将清洗水与pam以体积比550:1混合并搅拌，得到絮凝液，搅拌的频率为30hz，搅拌的时间为20min。
69.s3、将絮凝液经压滤，得到滤饼和滤液。
70.s4、采用80℃的去离子水多次洗涤所述滤饼，得到提取物。洗涤的终点为提取物中菌体蛋白磷浓度＜0.5ppm。
71.s5、采用压缩空气脱水装置对提取物进行脱水，脱水的终点为提取物中菌体蛋白含水率＜75％。然后运输脱水后的提取物至干燥装置，依次通过干燥装置和粉碎装置进行干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。
72.s5.1将得到的菌体蛋白粉通过包装机装袋。
73.s6、采用聚合硫酸铝调节步骤s3中滤液的ph值为5.5，然后将滤液与pam以体积比650：1混合并搅拌，得到除磷废水。
74.实施例3
75.本实施例提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，包括如下步骤：
76.s1、获取碟片离心机清洗水0.5m3。
77.s2、将清洗水与pam以体积比450:1混合并搅拌，得到絮凝液，搅拌的频率为30hz，搅拌的时间为15min。
78.s3、将絮凝液经压滤，得到滤饼和滤液。
79.s4、采用80℃的去离子水多次洗涤所述滤饼，得到提取物。洗涤的终点为提取物中
菌体蛋白磷浓度＜0.5ppm。
80.s5、采用压缩空气脱水装置对提取物进行脱水，脱水的终点为提取物中菌体蛋白含水率＜75％。然后运输脱水后的提取物至干燥装置，依次通过干燥装置和粉碎装置进行干燥及粉碎，得到菌体蛋白粉。
81.s5.1将得到的菌体蛋白粉通过包装机装袋。
82.s6、采用聚合硫酸铝调节步骤s3中滤液的ph值为5.5，然后将滤液与pam以体积比550：1混合并搅拌，得到除磷废水。
83.对比例1
84.提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其与实施例1的区别仅在于：清洗水与pam混合的体积比为100:1，搅拌时间为15min。
85.对比例2
86.提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其与实施例1的区别仅在于：清洗水与pam混合的体积比为200:1，搅拌时间为15min。
87.对比例3
88.提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其与实施例1的区别仅在于：清洗水与pam混合的体积比为300:1，搅拌时间为15min。
89.对比例4
90.提供了一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其与实施例1的区别仅在于：清洗水与pam混合的体积比为400:1，搅拌时间为15min。
91.实验例1
92.分别采用实施例1
‑
3和对比例1
‑
4的提取方法提取菌体蛋白，统计废水中的cod含量、处理后的cod含量以及cod去除率，并记录结果。结果如下表所示：
[0093][0094]
由表可得，本发明实施例提供的碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法采用的的清洗水与pam混合的体积比明显优于范围外的效果。清洗水与pam混合的体积比选择(450
‑
550):1时，上清液中cod的含量较低，说明去除率高，同时反应出蛋白粉收集的效果好。
[0095]
实验例2
[0096]
对本发明实施例1提取得到的菌体蛋白粉进行碳源生化实验，结果如下表所示：
[0097][0098]
通过生化实验证明提取的菌体蛋白适合生化系统微生物的生长需求，整体而言达到了用于补充污水处理生化系统的碳源的标准。
[0099]
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0100]
(1)一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其通过pam的絮凝作用粗提清洗水中的菌体蛋白，通过压滤使菌体蛋白集中于滤饼内，而后通过洗涤，降低滤饼中的磷含量，最后通过脱水、干燥及粉碎，得到方便使用的菌体蛋白粉，该方法能够快速有效的提取清洗水中的菌体蛋白，方便清洗水的后续处理，同时提供方便后续使用的菌体蛋白粉；侧面的，该方法能够有效去除清洗水中的菌体蛋白，从一个方面降低清洗水后续处理的难度。
[0101]
(2)一种碟片离心机清洗水中菌体蛋白的提取方法，其通过聚合硫酸铝调整滤液的ph值，而后通过加入pam对滤液进行除磷，得到方便进行后续污水处理的除磷废水，相对(1)中去除菌体蛋白的方面，从另一个方面降低清洗水处理的难度。
[0102]
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0103]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0104]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。