香港科技大學(xué)陳光浩教授團(tuán)隊(duì) | 污水生物處理中新型高價(jià)值稀缺資源回收：硫酸多糖（SPs）

水處理網(wǎng)訊:丨文章亮點(diǎn)丨：

首次發(fā)現(xiàn)處理含硫廢水所產(chǎn)生的污泥中存在褐藻多糖(Fucoidan)，卡拉膠(Carrageenan)，肝素(Heparin)，藻石酸鹽(Alginate)等硫酸多糖(SPs)

污泥中硫酸多糖經(jīng)提取純化后，其純度與市售產(chǎn)品相同，且具有抗氧化性、抗凝血性及抗腫瘤（抗血管形成）特性等主要生物活性

污泥培養(yǎng)條件對(duì)其所合成的硫酸多糖種類及產(chǎn)量影響重大

高價(jià)值的硫酸多糖回收為污泥資源化提供了新的途徑

丨文章簡(jiǎn)介丨

硫酸多糖是一類廣泛應(yīng)用于印染、紡織、造紙、橡膠生產(chǎn)、混凝土加工、食品化妝品生產(chǎn)及制藥等領(lǐng)域的基礎(chǔ)添加劑與原料，依照純度分為工業(yè)級(jí)、食品級(jí)與藥品級(jí)三個(gè)等級(jí)。目前，硫酸多糖僅被發(fā)現(xiàn)存在于海藻與少數(shù)動(dòng)、植物組織中。大規(guī)模工業(yè)級(jí)與食品級(jí)產(chǎn)品的生產(chǎn)完全依賴于海藻提取，藥品級(jí)產(chǎn)品則由海藻和動(dòng)物組織提取而來。由于硫酸多糖來源單一，近年來全球硫酸多糖市場(chǎng)始終處于供不應(yīng)求狀態(tài)，硫酸多糖產(chǎn)品售價(jià)也以每年2.5%~4%的速度持續(xù)上漲。

本研究選取多種經(jīng)實(shí)驗(yàn)室篩選培養(yǎng)的污泥及香港某處理含鹽廢水污水廠剩余污泥為對(duì)象，對(duì)其中硫酸多糖總量、種類進(jìn)行了研究。同時(shí)，對(duì)具有生物活性的硫酸多糖品種經(jīng)提取純化后的主要生物活性與純度進(jìn)行了比較。結(jié)果表明污水中所含有的硫酸鹽等硫源是污泥合成硫酸多糖的前提條件，所合成的硫酸多糖存在于污泥胞外聚合物(EPS)中。當(dāng)污水中含有硫源時(shí)，污泥在交替厭氧/好氧條件下（如處理含硫廢水的A2O工藝）能夠合成多種硫酸多糖（包括藻石酸鹽、褐藻多糖、卡拉膠、肝素等），總量約300~400mg/gVSS，其中以不具有生物活性的藻石酸鹽為主，約占總量的50%，卡拉膠與褐藻多糖含量次之，肝素含量最低。然而，單一的硫酸鹽還原或硫氧化條件會(huì)對(duì)污泥中硫酸多糖的合成產(chǎn)生顯著抑制，在該環(huán)境中培養(yǎng)的污泥樣品，其所含硫酸多糖總量均小于100mg/gVSS。污泥中具有生物活性的硫酸多糖品種經(jīng)提取與純化后，其純度與市售由海藻提取而來的產(chǎn)品基本相同，且其主要生物活性（抗氧化性、抗凝血性及抗腫瘤（抗血管形成）特性）均得以保留。與海藻提取的硫酸多糖相比，污泥中所合成的硫酸多糖分子量普遍較低，有利于其后續(xù)產(chǎn)品的加工。

近些年，受近海海洋環(huán)境惡化、臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣增多的影響，近海陸地海藻養(yǎng)殖規(guī)模逐漸上升。然而，陸地海藻養(yǎng)殖的投資與成本巨大，其中包括養(yǎng)殖構(gòu)筑物的建設(shè)投資、養(yǎng)殖過程中CO2/空氣曝氣成本、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)投加成本與養(yǎng)殖廢水處理成本等。污水中豐富的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與污水處理廠的曝氣系統(tǒng)能夠?yàn)槲勰嘀辛蛩岫嗵堑暮铣商峁┨烊坏臈l件。因此，本研究為污泥中硫酸多糖的回收提供了一條新的思路。鑒于硫酸多糖供不應(yīng)求的市場(chǎng)現(xiàn)狀、逐年上升的市場(chǎng)需求（~2.5%/年）及高昂的市場(chǎng)價(jià)格（工業(yè)級(jí)產(chǎn)品2019年價(jià)格約1700~3000美元/噸，食品級(jí)與藥品級(jí)產(chǎn)品價(jià)格約為工業(yè)級(jí)產(chǎn)品的10至100倍），污泥中硫酸多糖回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與潛力十分巨大。此外，硫酸多糖回收還可起到污泥減量、提高脫水性（破壞EPS結(jié)構(gòu)）與厭氧發(fā)酵效果等作用，對(duì)于污泥處理亦具有促進(jìn)效果。然而，污泥中硫酸多糖的合成機(jī)理、最佳合成條件、回收方法等仍需要進(jìn)一步研究。

原文信息：

原標(biāo)題:編輯精選-WR：香港科技大學(xué)陳光浩教授團(tuán)隊(duì) 污水生物處理中新型高價(jià)值稀缺資源回收: 硫酸多糖（SPs）