活性污泥胞外聚合物提取方法优化

第4卷第l期2010年1月环境工程学报ChineseJournalofEnvironmentalEngineeringVO1．4．No．1Jan．2010活性污泥胞外聚合物提取方法优化段亮夏四清h宋永会刘雪瑜SlawomirW．Hermanowicz。(1．同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092；2．中国环境科学研究院城市水环境科技创新基地，北京100012；3．加州大学伯克利分校土木与环境工程系，伯克利，cA94720—1710，USA)摘要试验对比了不同离子交换树脂(CER)含量和pH条件下胞外聚合物(EPS)的提取效果差异。结果表明，EPS各组分提取浓度均随离子交换树脂用量增加而增加，但各组分趋势不同。TOC的最佳树脂剂量为100gCER／gVSS，而蛋白质、多糖和DNA的最佳树脂剂量约为70gCER／gVSS。pH值对TOC、DNA和多糖的提取浓度影响较小，但对蛋白质影响比较大。各提取条件下，EPS各组分提取浓度随时间的变化过程可以分为平稳增长期、快速增长期及稳定期。关键词胞外聚合物阳离子交换树脂提取方法树脂剂量pH中图分类号x132文献标识码A文章编号1673—9108(2010)01—0063-04OptimizationOfextracellularpolymericsubstanceextractionmethodDuanLiang'XiaSiqingSongYonghuiLiuXueyuSlawomirW．Hermanowicz(1．StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse，Ton~iUniversity，Shanghai200092，China；2．ChineseResearchAcademyofEnvironmentalSciences，Beijlng100021，China；3．DepartmentofCivilandEnvironmentalEngineering，UniversityofCalifornia，Berkeley，Berkeley，CA，94720—1710，USA)AbstractDifferentdosesofcationexchangeresinfCER)anddifferentpHsludgesolutionwereusedtooptimizetheextractioneficiencyofextracellularpolymericsubstances(EPS)．TheresultsshowedthatEPSex．tractconcentrationincreasedasCERdoseincreased，buttherewasdifferenttendencyindifferentcomponentsofEPS．ThebestCERdoseforTOCwas100gCER／gVSS．However．thebestCERdoseforprotein．carbohy．drateandDNAwas70gCER／gVSS．ItwasclearthatpHvaluehadlesseffectonTOC．carbohydrateandDNA．buthadmoreinfluenceonprotein．EPSextractionprocesscanbeseparatedasthreestages：flatincreasedstage，rapidincreasedstageandstabilizedstage．KeywordsEPS：CER；extractionmethod；doseofCER；pH胞外聚合物(EPS)是在一定条件下由细菌分泌于体外的一些高分子聚合物，其化学组分非常复杂，主要成分包括蛋白质、多糖和DNA等11。EPS能够在细胞之间构成一种架桥作用，将微生物粘结在一起，从而形成紧密的细胞菌落，并通过这些胞外物质进行物质流通及能量传递，在污水处理的活性污泥工艺中具有重要作用’。而在膜生物反应器中许多研究认为EPS是膜污染最重要的生物因素“。由于对EPS的具体成分尚不清楚，不同的提取方法可能会产生不同的结果。自从Frolund等首次报道阳离子交换树脂(CER)提取方法以来，由于离子交换能够最少的破坏微生物细胞并成功捕获细胞外物质，使释放的胞内物质不超过提取总量的10％，对结果影响不大。因此，尽管离子交换树脂法没有被规定为标准方法，但已被广泛采用。这一方法基于的假设是EPS主要是由二价阳离子钙交联的聚合物，所以可以利用CER中的Na来使EPS失去稳定性，使EPS变成可溶的物质，再用离心的方法将其分离出来，然后可以对提取物各组分如TOC、蛋白质、多糖及核酸等进行分析以量化EPS’。EPS