[發明專利]一種0092型絲狀菌低膨脹污泥緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法

在審

• 申請號: 201510824003.1
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN105348368A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 高春娣;焦二龍;樊士信;李任飛;田燁;彭永臻
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C07K1/14
• 分類號: C07K1/14;C08B37/00;C02F11/02
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及污水生物處理領域，提供一種針對0092型絲狀菌低膨脹污泥緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)提取的優化方法，可以快速高效地提取以0092型絲狀菌為優勢絲狀菌低膨脹污泥TB-EPS，為后續蛋白質、多糖及DNA的準確定量提供了穩定高效的提取方法。

背景技術

胞外聚合物(extracellularpolymericsubstances，EPS)是微生物在一定的環境條件下，代謝過程分泌的包圍在細胞壁外的多聚物，EPS主要包含蛋白質、多糖和核酸等聚合物，一般認為EPS占活性污泥總有機質的50％～90％。EPS對污泥絮體的束水容量具有重大影響，污泥中大部分的水結合在EPS中，因此EPS被認為是影響污泥脫水性能的最主要因素。同時，有研究表明EPS中的主要成分蛋白質、糖類等的含量都與污泥體積指數(SVI)成正相關，EPS的存在改變了污泥表面電荷，從而直接影響了污泥的沉降性。因此，準確高效提取并定量EPS對研究污泥沉降性能及污泥膨脹狀況具有十分重要的意義。

目前對污泥中EPS提取的方法主要有加熱提取、離心提取、堿性提取、乙醇提取、陽離子交換樹脂提取、聲處理與CER交換相結合的提取方法。EPS提取的一個關鍵要素是所選的方法不但能夠準確地將其從細胞表面分離出來，而且要足夠溫和，避免引起細胞的裂解和溶解，從而導致細胞的內聚物泄漏到胞外，造成EPS數量和成分分析的誤差，一般采取EPS中DNA的相對含量作為檢驗細胞相對破裂程度的標準。

然而，針對不同特性的污泥，固定的污泥胞外聚合物的分層及提取方法對其提取效率高低不同，目前缺乏針對不同特性污泥開發不同的提取方法，尤其缺乏針對已發生絲狀菌膨脹的污泥，其污泥特性與普通污泥的特性完全不同，對其EPS中蛋白質和多糖的提取更需高效穩定，從而來分析其對膨脹污泥沉降特性的影響。

發明內容

針對上述研究的不足之處，本發明提供針對0092型絲狀菌低膨脹污泥緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)提取方法，可以快速高效地提取0092型絲狀菌引起的低膨脹污泥TB-EPS中蛋白質和多糖等物質，且不破胞，為后續蛋白質、多糖及DNA的準確定量提供了穩定高效的提取方法，為分析其對污泥沉降性能提供基礎。

針對0092型絲狀菌低膨脹污泥緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)中蛋白質和多糖提取方法，其特征在于：

發生0092型絲狀菌低膨脹污泥系統，針對此0092型絲狀菌低膨脹污泥EPS中TB層蛋白質和多糖采用普通超聲方法提取，將提取完疏松型胞外聚合物(LB-EPS)后的污泥底物用1倍體積PBS溶液恢復原體積，然后超聲，超聲強度為96-288W(優選96W)，時間為10min。

或發生0092型絲狀菌低膨脹污泥系統，針對此0092型絲狀菌低膨脹污泥EPS中TB層蛋白質和多糖采用甲醛加超聲的提取方法，為：將提取完疏松型胞外聚合物(LB-EPS)后的污泥底物用1倍體積PBS溶液恢復原體積，然后加入甲醛，并于4℃條件冷藏保存1h，然后超聲，超聲強度為96-288W(優選96W)，時間為10min。

上述低膨脹污泥一般DSVI值為300-600mL/g(優選500mL/g),平均MLSS為1500-3500mg/L(優選2000mg/L)，

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

(1)本發明提供的0092型絲狀菌低膨脹污泥緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)提取的優化方法是專門針對提取發生以0092型絲狀菌為優勢菌種的低膨脹污泥中緊密結合型胞外聚合物的方法，對此類膨脹污泥中TB-EPS提取更具針對性。

(2)本發明中污泥平均DSVI值為500mL/g,平均MLSS為2000mg/L，針對此膨脹污泥EPS中TB層蛋白質和多糖提取普通超聲最優方法為：超聲強度為96W，時間為10min，提取出緊密結合型胞外聚合物(TB-EPS)中蛋白質、多糖及DNA分別為78.53、7.52及4.55mg/L,DNA百分含量為5.02％,未出現嚴重破胞。