[發明專利]海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應用

有效

• 申請號: 201410031291.0
• 申請日: 2014-01-23
• 公開（公告）號: CN103787561A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 金仁村;姬玉欣;彭亭瑜;葉小青;諸美紅
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C02F3/28
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 黃美娟;冷紅梅

（一）技術領域

本發明涉及海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應用，以及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法。

（二）背景技術

厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，憑借其高效節能而獲得眾多學者青睞。而在這一工藝中擔任重要使命的厭氧氨氧化菌更加引起學者的興趣，但厭氧氨氧化菌倍增時間長，增長緩慢，而在處理實際廢水過程中需大量的厭氧氨氧化菌。因而，快速富集培養并有效保藏厭氧氨氧化菌種是突破應用瓶頸的關鍵所在。

常見的菌種保存方法有液體石蠟法、液氮法、凍干法及凝膠包埋法等。這些技術雖能在某種程度上有效保留細菌活性，但若應用于厭氧氨氧化顆粒污泥的保存過程，則不可避免地存有一定的弊端，如影響顆粒污泥形態、造成污泥結構變異、操作過程復雜及操作技術要求高等。

海藻糖是Wiggers在1832年從黑麥的麥角菌中首次提取出來，隨后研究發現其在自然界中許多可食用動植物及微生物體內廣泛存在。海藻糖作為一種多功能型食品添加劑應用于食品領域，如米面類制品、糖果和甜食、畜禽肉水產加工品、保健食品、飲料、烘培產品等，具有抗逆保鮮和保濕的作用。它還是保濕化妝品的重要成分。此外，醫學上應用其保存活細胞、活組織和器官，在農業育種方面利用其培育抗逆品種。海藻糖是生物組織的非特異性天然保護劑，屬于非滲透性低溫保護劑，可使動植物和微生物等有機體在冷凍、高溫、脫水、高滲透壓及有毒試劑等環境中仍保持生命活力。它可增強生物對外界惡劣環境的抗逆耐受力，在長期缺水環境中是維持生物生存的救命稻草，生物一旦進入水體又可快速恢復活性。

在本發明之前沒有發現海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保藏中的應用報道。

（三）發明內容

本發明目的是提供海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應用，以及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法。

本發明采用的技術方案是：

海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應用。本發明嘗試添加海藻糖來保藏厭氧氨氧化菌，以消除現有常見保藏方法的不利影響。

現有技術中，海藻糖主要通過生物法制備，如從天然植物或藻類中直接提取、酶促轉化法和微生物發酵法等。目前接受的提取工藝為：面包酵母—乙醇提取—冷卻離心—上清液—濃縮去醇—離子交換—超濾—濃縮—結晶—離心—真空干燥—成品。

本發明還涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法，其特征在于所述方法如下：收集厭氧氨氧化顆粒污泥（過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥或者厭氧氨氧化反應器出水污泥），先用無機鹽緩沖液清洗3～5次，然后在密閉容器中加入水和海藻糖，水的體積用量為污泥體積的0.8～1.2倍，海藻糖加入量為總質量（污泥+水+海藻糖）的1%～5%，將前述清洗后的污泥轉入上述密閉容器中，經氬氣曝氣20～30min后，將容器密封使密閉容器內處于缺氧狀態，于-20～-60℃下保存；所述無機鹽緩沖液組成如下：KH₂PO₄5～20mg·L^-1，CaCl₂·2H₂O1～10mg·L^-1，MgSO₄·2H₂O200～400mg·L^-1，KHCO₃800～1500mg·L^-1，溶劑為水。

所述厭氧氨氧化顆粒保存后復用方法如下：在保存溫度與反應溫度間選取2～4個溫度梯度，顆粒污泥依次在每一溫度下適應12～36h，經溫度適應后，將保存后的顆粒污泥用前述無機鹽緩沖液清洗6～10次，然后將其轉入待啟動的厭氧反應器中進行活性恢復；厭氧反應器的運行條件為：反應溫度為常溫，水力停留時間為3～10h，進水氨氮和亞硝氮的濃度分別為42～98mg·L^-1，運行10～25d可使顆粒污泥活性恢復。

本發明通過添加海藻糖保藏過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥，試驗證明海藻糖的添加對于保全顆粒污泥的活性是有效的，結合一定的復用方法可使保存的厭氧氨氧化顆粒污泥發揮其最大潛能。

本發明的有益效果主要體現在：①拓寬了海藻糖的應用領域；②提供了新的厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法；③提供了簡單的保存體系和穩定的保存環境，便捷環保。

（四）具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護范圍并不僅限于此：

實施例1：