摘要：以某城市污水厂的浓缩污泥为实验样品，通过超声波与碱的耦合作用对污泥细胞进行破解，以提取污泥胞内的蛋白质。结果表明：超声波与碱耦合作用的最佳条件为pH=12，t=20min，声能密度=6w/ml，含水率=90%。经耦合作用的SCOD溶出率为66.3%，SCOD浓度为37310mg/L，较未处理的上清液SCOD提高约77倍；粗蛋白浓度为18106.25mg/L，较原污泥上清液的粗蛋白浓度提高了近63倍。表明超声与碱耦合可以有效实现细胞的破解，是一种有效的提取蛋白质的方法。
关键字： 超声波；碱；浓缩污泥；粗蛋白；
0引言：
近几十年来，随着我国城市污水处理力度加大和污水处理设施建设的加快，城市污水处理率不断提高，污泥产量也不断增加。污泥不仅体积和数量大，其成分复杂，易腐败，有恶臭，含有难降解的有机物、重金属和病原体等有毒有害物质，处置困难。污泥处理与处置问题愈发严重。
剩余污泥主要由微生物、微生物氧化残余物、吸附在活性污泥表面未降解或难降解的有机物和无机物四部分组成[1-3]。超声波的空化作用可破解污泥中微生物的细胞结构，可以使得胞内有机质溶解出来，同时由于污泥中的细菌多是革兰氏阴性菌[4]，细胞壁及细胞膜中的脂类可在NaOH溶液中水解。经破解流出的污泥水解液可以大大提高污泥厌氧消化的效率，提高产沼气率。经破解的污泥所得到的污泥水解液含有较高的蛋白质，可以作为蛋白泡沫灭火剂和液态肥的原料[5]。但水解太强烈会使得蛋白质过度分解而消耗一部分的蛋白质。目前，污泥细胞破解技术有物理和化学方法，比如：热解、超声波法、酸解、碱解等，同时还有物理与化学方法联用的方法，比如热酸法、热碱法和超声波与碱协同等。超声波法被认为是对环境无害的方法之一，对污泥细胞壁的破解有较好的效果，而碱法是有利于污泥胞内物质破解的催化剂。张灵芝等[6]研究表明超声波与碱协同作用具有很好的破解效果，优于单独超声波作用。龙腾锐[7]以葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性为衡量采用超声波处理污泥细胞的破损程度，表明，超声波的最佳频率为21KHz,最佳功率范围为32w—40w。杨洁[8]通过单独超声波、单独碱作用和碱与超声波协同作用对比表明在碱(NaOH TS=0.04)和超声(60 min)同时作用的预处理方式可将污泥VSS减少率提高到54.45%，同时可过的最高的水解速率。
本实验将超声波与碱耦合作用对污泥细胞进行破解，以超声功率、污泥含水率、调节污泥pH值和超声波的作用时间为研究因素，以SCOD、SCOD溶出率、粗蛋白浓度作为研究参数进行实验，从而得到最佳的超声波与碱耦合破解污泥细胞的技术条件。
作者：李政