MBR中活性污泥胞外聚合物的物理提取方法研究

第25卷第5期2009年3月中国给水排水CHINAWATER&WASTEWATERVo1．25No．5Mar．2Oo9MBR中活性污泥胞外聚合物的物理提取方法研究黄兴，孙宝盛，吕英(天津大学环境科学与工程学院，天津300072)摘要：以膜生物反应器(MBR)的活性污泥为对象，研究了高速离心法、热提取法、超声波法对活性污泥胞外聚合物(EPS)的提取效果，并确定了三种方法的最优提取条件。结果表明，高速离心法(在16000r／min下作用40min)对EPS的提取率低，对细胞破坏程度小，适合作为一种对照方法来判断其他提取方法对细胞的破坏程度；超声波法(在频率为40kHz、功率为50W下提取20rain)对EPS提取不完全，可以与其他方法结合作为一种有效的预处理手段；而热提法(在80℃下提取20min)对EPS的提取率虽然较高，但对EPS及细胞体破坏程度较大，不适合对提取的EPS作进一步的成分分析。关键词：膜生物反应器；物理提取；胞外聚合物中图分类号：X703文献标识码：C文章编号：1000—4602(2009)05—0080—05StudyonPhysicalExtractionMethodsofEPSfromActivatedSludgeinMBRHUANGXing，SUNBao—sheng，LVYing(SchoolofEnvironmentScienceandTechnology，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Theextractionofextracellularpolymericsubstances(EPS)fromactivatedsludgeinthemembranebioreactor(MBR)wasstudiedbythreephysicalmeans：ultracentrifugation，thermalandul—trasonicationmethods．Theoptimalextractionconditionsweredetermined．Theultracentrifugationwith16000r／minandreactiontime40minuteshaslowextractionefficiencyofEPSbutlittlecelldisruption．Itcanserveasacontrolmethodtoestimatethecelldisruptioncausedbyothermethods．Theultrasonica—tionwithfrequency40kHz，power50Wandreactiontime20minuteshasnocompleteEPSextraction．Itcanbeusedasapreliminarytreatmentinconjunctionwithanotherextractionmethod．Thethermalextrac—tion，undertemperature80oCandreactiontime20minutes，iseffective，butcausesgreatEPSandcelldisruption．TheextractedEPSisnotfitforfarthercompositionanalysis．Keywords：membranebioreactor(MBR)；physicalextraction；extracellularpolymericsub—stances(EPS)胞外聚合物(EPS)是活性污泥絮体、生物膜和微生物菌胶团的主要组成部分，主要来自于活性细菌分泌、细胞自溶和原水基质，作为抵抗外界不利环境的保护层以及微生物饥饿期问的碳源和能源，并对活性污泥的絮凝、沉降和脱水性能起到关键作用。基金项目：天津市应用基础研究计划项目(07JCZDJC02100)此外，EPS和絮体中的微生物细胞通过交联作用形成一种多孔状的聚合体网络结构，具有吸附营养物、矿物质、污染物及重金属的特性。EPS具有复杂的化学组成，其中蛋白质和多糖是主要的两种成分，占总量的70％一80％，而核酸、腐殖质、糖醛酸、脂类·80·W36rW．watergasheat．com黄兴，等：MBR中活性污泥胞外聚合物的物理提取方法研究第25卷第5期和氨基酸等物质的含量相对较低⋯。此外，EPS的组成还受到污水性质和污水处理厂操作条件的影响。由于目前采用的EPS提取方法多种多样，且不同研究人员由于研究目的、研究方向及研究手段的不同而采取不同的提取方法，所得结果也无可比性，这就使得关于EPS性质及EPS对污泥性能影响的研究结果没有很好的共性，而有效的提取方法则应是在低细胞死亡率的前提下最大程度地分离出EPS。目前常