[發(fā)明專利]一種生物脫氮污泥緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510822689.0
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105293849A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦二龍;高春娣;樊士信;李任飛;田燁;彭永臻
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F11/00
• 分類號: C02F11/00;C07K1/14;C08B37/00
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及污水生物處理領(lǐng)域，提供一種針對生物脫氮污泥緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法，可以快速高效地提取生物脫氮類污泥胞外聚合物，為后續(xù)蛋白質(zhì)、多糖及DNA的準(zhǔn)確定量提供穩(wěn)定高效的提取方法，有助于后續(xù)污水處理過程中生物脫氮污泥性狀的研究。

背景技術(shù)

胞外聚合物(ExtracellularPolymericSubstances，EPS)是在一定環(huán)境條件下由微生物，主要是細(xì)菌，分泌于體外的一些高分子聚合物。主要成分與微生物的胞內(nèi)成分相似，是一些高分子物質(zhì)，如多糖、蛋白質(zhì)和核酸等聚合物。研究報(bào)道認(rèn)為EPS作為活性污泥中除細(xì)胞和水分之外的重要成分，其主要來源于微生物細(xì)胞代謝的分泌物、細(xì)胞自溶產(chǎn)生的聚合物、細(xì)胞脫落的表面物質(zhì)及進(jìn)水基質(zhì)中的相關(guān)組分，其含量約占活性污泥總有機(jī)質(zhì)50％～90％。

近年來，有學(xué)者提出了EPS分層組分劃分:黏液層(slime)、松散附著EPS(looselyboundextracellularpolymericsubstances，LB-EPS)和緊密黏附EPS(tightlyboundextracellularpolymericsubstances，TB-EPS)。EPS的組分及含量對活性污泥的絮凝、沉降及脫水等操作性能有著重要的影響。EPS提取所選方法要盡可能準(zhǔn)確地將其從細(xì)胞表面提取分離出來，并且需要溫和的提取方法，避免細(xì)胞的內(nèi)聚物泄漏到胞外，造成細(xì)胞的裂解和溶解。對胞外多聚物(EPS)的提取通常以EPS中核酸的相對含量作為檢驗(yàn)細(xì)胞破壞程度的標(biāo)準(zhǔn)。目前，對EPS的提取大致分為物理和化學(xué)兩大類方法，但各自都有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，例如：在眾多提取方法中,甲醛-NaOH法因具有較強(qiáng)的提取能力，但會對后續(xù)測定產(chǎn)生影響，雖然在提取EPS之后,可以采用透析法去除殘留的甲醛，然而,透析過程通常需要很長時(shí)間且容易造成EPS損失,增加測定誤差，至今對污泥EPS的提取仍無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)方法。

為了更好地研究污泥各層的EPS及其組分對污泥性能的影響，需要針對不同污泥采取更具針對性的優(yōu)化提取方法，準(zhǔn)確地對污泥中的緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)進(jìn)行提取，從而準(zhǔn)確定量分析EPS中各組分含量，評價(jià)污泥特性。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述研究的不足之處，本發(fā)明提供一種針對生物脫氮類污泥緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法，可以快速高效地提取生物脫氮類污泥胞外聚合物，為后續(xù)蛋白質(zhì)、多糖及DNA的準(zhǔn)確定量提供穩(wěn)定高效的提取方法，以便后續(xù)進(jìn)行生物脫氮污泥特性的研究。

一種針對生物脫氮類污泥緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法，其特征在于：包括以下步驟

生物脫氮污泥系統(tǒng)中污泥混合液懸浮固體濃度(MLSS)平均值為2000-3000mg/L(優(yōu)選2700mg/L)，污泥體積指數(shù)(SVI)平均值為70-130mL/g(優(yōu)選98mL/g)，系統(tǒng)氨氮去除率為100％；針對此生物脫氮污泥緊密結(jié)合型胞外聚合物(TB-EPS)蛋白質(zhì)和多糖提取采用超聲強(qiáng)度為180-220W，超聲時(shí)間5min-20min，優(yōu)選192W超聲20min。

將上述生物脫氮污泥提取完疏松型胞外聚合物(LB-EPS)后的污泥底物用1*PBS溶液恢復(fù)原體積，然后進(jìn)行超聲。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明提供的針對生物脫氮污泥胞外聚合物(EPS)提取的優(yōu)化方法主要是針對生物脫氮功能污泥中緊密結(jié)合型胞外聚合物的提取優(yōu)化方法，確定了提取此類污泥胞外緊密結(jié)合型聚合物的最優(yōu)超聲強(qiáng)度。

(2)本發(fā)明提供的主要針對提取生物脫氮功能污泥中緊密結(jié)合型胞外聚合物的方法，確定了最優(yōu)超聲強(qiáng)度條件下不嚴(yán)重破胞提取緊密結(jié)合型胞外聚合物的最優(yōu)超聲時(shí)間，對此類污泥中胞外聚合物的提取提供指導(dǎo)參數(shù)。

附圖說明

圖1不同超聲強(qiáng)度條件下TB-EPS提取效果圖；

圖2不同超聲時(shí)間條件下TB-EPS提取效果圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方法對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例1

1、確定生物脫氮類污泥的基本參數(shù)：平均混合液懸浮固體濃度(MLSS)為2700mg/L，平均污泥體積指數(shù)(SVI)值為98mL/g，系統(tǒng)氨氮去除率為100％，總氮平均去除率為56.8％(系統(tǒng)進(jìn)水總氮平均值為71.6mg/L)；

2、取180ml試驗(yàn)污泥樣品通過1.2mm的網(wǎng)篩去除粗砂等物質(zhì)，均分為12組，每份15ml泥樣；