胞外聚合物_Ca_2_及pH值对生物絮凝作用的影响_周健

中国环境科学2004,24(4)：437~441ChinaEnvironmentalScience胞外聚合物、Ca2+及pH值对生物絮凝作用的影响周健*,罗勇,龙腾锐,苗利利(重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘要：应用阳离子交换树脂从活性污泥中提取了胞外聚合物(EPS),考察了EPS、Ca2+及pH值对生物絮凝作用的影响.结果表明,当pH≥7.5,EPS≥70mg/L,[Ca2+]≥300mg/L时,有利于生物絮体的形成.通过正交试验,得出pH值、EPS和[Ca2+]对生物絮体形成综合影响的回归方程:η浊度=-901.70+97.35pH+1.96[Ca2+]+9.08EPS-0.11pH⋅[Ca2+]-0.91pH⋅EPS-0.02[Ca2+]⋅EPS+0.0021pH⋅[Ca2+]⋅EPS.回归分析表明,pH值对生物絮体形成影响最显著,其次是EPS和Ca2+.关键词：生物絮凝作用；胞外聚合物(EPS)；Ca2+；pH值中图分类号：X131文献标识码：A文章编号：1000-6923(2004)04-0437-05Effectsofextracelluarpolymericsubstances,Ca2+andpHonbioflocculation.ZHOUJian,LUOYong,LONGTeng-rui,MIAOLi-li(KeyLaboratoryoftheThreeGorgesReservoirRegion'sEco-Environment,ChongqingUniversity,Chongqing400045,China).ChinaEnvironmentalScience,2004,24(4)：437~441Abstract：Applyingthecationexchangeresinextracelluarpolymericsubstances(EPS)wereextractedfromactivatedsludge,andtheeffectsofEPS,Ca2+andpHonbioflocculationwereinvestigated.Theexperimentresultsshowedthatitwasfavorabletotheformationofbiofloccus,whenpH≥7.5,EPS≥70mg/L,[Ca2+]≥300mg/L.Atthesametime,theregressionequationwasobtainedinorthogonalexperimentforthesyntheseseffectsofpH,EPSandCa2+onbiofloccusformation,theregressionanalysisshowedthattheeffectofpHontheformationofbiofloccuswasmostobvious;EPSandCa2+werethenext.Keywords：bioflocculation；extracelluarpolymericsubstances(EPS)；Ca2+；pHvalue在有关生物絮凝的各种理论中[1-3],目前较为认同的是胞外聚合物(EPS)及二价阳离子架桥学说[4].研究表明[5,6],EPS是生物絮体的主要组成部分,对生物絮凝具有显著影响.EPS是微生物在一定环境条件下产生的高分子物质,主要成分为多糖、蛋白质及DNA等,其分子量大于10000Dalton.它以2种形式存在,一种是附着在细胞壁上的胞囊聚合物,另一种是以胶体或溶解状态存在于液相主体中的黏质聚合物[7].活性污泥的EPS占污泥干重的比例最高可达15%[2,8],并且絮体中总的EPS质量占活性污泥质量的80%左右[9].但目前对胞外聚合物EPS、Ca2+及pH值对生物絮凝的定量影响尚缺乏系统研究,特别是这3种因素对生物絮凝的综合影响尚无研究.本研究从活性污泥中提取出生物絮体的EPS,着重考察EPS,Ca2+及pH值对生物絮凝的综合影响,进一步探讨生物絮凝机理.1材料与方法1.1EPS的提取用于本试验的EPS,通过阳离子交换树脂从活性污泥中提取[8].首先将活性污泥用蒸馏水洗净,然后在4℃及6000r/min条件下离心15min;将离心的浓缩污泥用缓冲溶液稀释,同时加入阳离子交换树脂,并在4℃及600r/min条件下搅拌、提取8h后,再于4℃及10000r/min条件下离心15min,完成对EPS的提取.本研究中,采用多糖、蛋白质和DNA的含量表示EPS的含量,并采用苯酚-硫酸法测定多糖含量,用Lowry法测定蛋白质含量,DNA含量则用化学滴定法测定,提取的EPS浓度用mgEPS/gVSS表示.收稿日期：2003-12-29基金项目：国家自