海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用，以及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法。具體方法如下：收集厭氧氨氧化顆粒污泥，先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3～5次；在密閉容器中加入水和海藻糖，水的體積用量為污泥體積的0.8～1.2倍，海藻糖加入量為總質(zhì)量的1%～5%，將清洗后的污泥轉(zhuǎn)入密閉容器中，經(jīng)氬氣曝氣20～30min后，將容器密封使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，于-20～-60℃下保存。本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：①拓寬了海藻糖的應(yīng)用領(lǐng)域；②提供了新的厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法；③提供了簡單的保存體系和穩(wěn)定的保存環(huán)境，便捷環(huán)保。
【專利說明】海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用
(-)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用，以及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]厭氧氨氧化作為一種新型生物脫氮工藝，憑借其高效節(jié)能而獲得眾多學(xué)者青睞。而在這一工藝中擔(dān)任重要使命的厭氧氨氧化菌更加引起學(xué)者的興趣，但厭氧氨氧化菌倍增時間長，增長緩慢，而在處理實(shí)際廢水過程中需大量的厭氧氨氧化菌。因而，快速富集培養(yǎng)并有效保藏厭氧氨氧化菌種是突破應(yīng)用瓶頸的關(guān)鍵所在。
[0003]常見的菌種保存方法有液體石蠟法、液氮法、凍干法及凝膠包埋法等。這些技術(shù)雖能在某種程度上有效保留細(xì)菌活性，但若應(yīng)用于厭氧氨氧化顆粒污泥的保存過程，則不可避免地存有一定的弊端，如影響顆粒污泥形態(tài)、造成污泥結(jié)構(gòu)變異、操作過程復(fù)雜及操作技術(shù)要求高等。
[0004]海藻糖是Wiggers在1832年從黑麥的麥角菌中首次提取出來，隨后研究發(fā)現(xiàn)其在自然界中許多可食用動植物及微生物體內(nèi)廣泛存在。海藻糖作為一種多功能型食品添加劑應(yīng)用于食品領(lǐng)域，如米面類制品、糖果和甜食、畜禽肉水產(chǎn)加工品、保健食品、飲料、烘培產(chǎn)品等，具有抗逆保鮮和保濕的作用。它還是保濕化妝品的重要成分。此外，醫(yī)學(xué)上應(yīng)用其保存活細(xì)胞、活組織和器官，在農(nóng)業(yè)育種方面利用其培育抗逆品種。海藻糖是生物組織的非特異性天然保護(hù)劑，屬于非滲透性低溫保護(hù)劑，可使動植物和微生物等有機(jī)體在冷凍、高溫、脫水、高滲透壓及有毒試劑等環(huán)境中仍保持生命活力。它可增強(qiáng)生物對外界惡劣環(huán)境的抗逆耐受力，在長期缺水環(huán)境中是維持生物生存的救命稻草，生物一旦進(jìn)入水體又可快速恢復(fù)活性。
[0005]在本發(fā)明之前沒有發(fā)現(xiàn)海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保藏中的應(yīng)用報(bào)道。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是提供海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用，以及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法。
[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用。本發(fā)明嘗試添加海藻糖來保藏厭氧氨氧化菌，以消除現(xiàn)有常見保藏方法的不利影響。
[0009]現(xiàn)有技術(shù)中，海藻糖主要通過生物法制備，如從天然植物或藻類中直接提取、酶促轉(zhuǎn)化法和微生物發(fā)酵法等。目前接受的提取工藝為:面包酵母一乙醇提取一冷卻離心一上清液一濃縮去醇一離子交換一超濾一濃縮一結(jié)晶一離心一真空干燥一成品。
[0010]本發(fā)明還涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法，其特征在于所述方法如下:收集厭氧氨氧化顆粒污泥(過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥或者厭氧氨氧化反應(yīng)器出水污泥)，先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3~5次，然后在密閉容器中加入水和海藻糖，水的體積用量為污泥體積的0.8~1.2倍，海藻糖加入量為總質(zhì)量(污泥+水+海藻糖)的1%~5%，將前述清洗后的污泥轉(zhuǎn)入上述密閉容器中，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，將容器密封使密閉容器內(nèi)處于缺氧狀態(tài)，于-20~-60°C下保存；所述無機(jī)鹽緩沖液組成如下:KH2P045~20mg.L—1，CaCl2.2H201 ~IOmg.?Λ MgSO4.2Η20200 ~400mg.?Λ KHC03800 ~1500mg.?Λ 溶劑為水。
[0011]所述厭氧氨氧化顆粒保存后復(fù)用方法如下:在保存溫度與反應(yīng)溫度間選取2~4個溫度梯度，顆粒污泥依次在每一溫度下適應(yīng)12~36h，經(jīng)溫度適應(yīng)后，將保存后的顆粒污泥用前述無機(jī)鹽緩沖液清洗6~10次，然后將其轉(zhuǎn)入待啟動的厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行活性恢復(fù)；厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件為:反應(yīng)溫度為常溫，水力停留時間為3~10h，進(jìn)水氨氮和亞硝氮的濃度分別為42~98mg.L_\運(yùn)行10~25d可使顆粒污泥活性恢復(fù)。
[0012]本發(fā)明通過添加海藻糖保藏過剩的厭氧氨氧化顆粒污泥，試驗(yàn)證明海藻糖的添加對于保全顆粒污泥的活性是有效的，結(jié)合一定的復(fù)用方法可使保存的厭氧氨氧化顆粒污泥發(fā)揮其最大潛能。
[0013]本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:①拓寬了海藻糖的應(yīng)用領(lǐng)域；②提供了新的厭氧氨氧化顆粒污泥的保存方法；③提供了簡單的保存體系和穩(wěn)定的保存環(huán)境，便捷環(huán)保。
(四)【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0015]實(shí)施例1: [0016]無機(jī)鹽緩沖液組成如下:KH2PO4IOmg.I/1，CaCl2.2Η207.4mg.I/1，MgSO4.2H20300mg.?Λ KHC031250mg.L-1，溶劑為水。
[0017]收集厭氧氨氧化反應(yīng)器出水污泥，用上述無機(jī)鹽緩沖液清洗3次，以0.5L的污泥為單位進(jìn)行保存。保存裝置選擇定制體積為1.5L小口的有機(jī)塑料瓶，并用蒸餾水浸泡3d。準(zhǔn)備工作完畢后，向保存容器中加入0.5L的蒸餾水和20g食品級海藻糖，然后將0.5L待保存的顆粒污泥轉(zhuǎn)至密閉容器中，并經(jīng)氬氣曝氣30min，蓋緊蓋子形成密閉空間，最后將密閉容器放置-40 V的冰箱內(nèi)保存。
[0018]保存兩個月后，密閉容器取出后先在4°C -8°C -14°C _20°C的水浴梯度溫度下進(jìn)行活性恢復(fù)前溫度適應(yīng)，每一溫度下適應(yīng)24h，經(jīng)過溫度適應(yīng)后，取出保存后的顆粒污泥用上述無機(jī)鹽緩沖液清洗7次，然后將其轉(zhuǎn)入有效體積為0.5L的上流式厭氧污泥床反應(yīng)器進(jìn)行活性恢復(fù)。
[0019]反應(yīng)器在常溫下運(yùn)行，水力停留時間為3h，進(jìn)水氨氮和亞硝氮的濃度分別為70mg.L_\運(yùn)行至第23d，反應(yīng)器去除的亞硝氮與氨氮的比值為1.08，產(chǎn)生的硝氮與去除的氨氮之比為0.26，較接近厭氧氨氧化反應(yīng)的理論比值，此時表明厭氧氨氧化反應(yīng)器已啟動成功。
[0020]繼續(xù)運(yùn)行至38d，反應(yīng)器內(nèi)總氮負(fù)荷為0.48kg.m_3.cf1，總氮去除負(fù)荷達(dá)到
0.40kg.πM3.Cf1。同時在活性恢復(fù)期間，顆粒特性也得到較大改善，反應(yīng)器運(yùn)行至第52d，總胞外多聚物含量由保存前的2.12g.g、SS增至2.30g.g—WSS，血紅素含量從
0.02 μ mo I.g_1VSS 增至 0.18 μ mo I.g-1VSS。[0021]由此可見，應(yīng)用海藻糖保藏厭氧氨氧化顆粒污泥，復(fù)用后顆粒污泥性狀優(yōu)良，反應(yīng)器性能良好，具有較好應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.海藻糖在厭氧氨氧化顆粒污泥保存中的應(yīng)用。
2.一種厭氧氨氧化顆粒污泥保存方法，其特征在于所述方法如下:收集厭氧氨氧化顆粒污泥，先用無機(jī)鹽緩沖液清洗3~5次，在密閉容器中加入水和海藻糖，水的體積用量為污泥體積的0.8~1.2倍，海藻糖加入量為總質(zhì)量的1%~5%，將清洗后的污泥轉(zhuǎn)入密閉容器中，經(jīng)氬氣曝氣20~30min后，將容器密封，于_20~-60°C下保存；所述無機(jī)鹽緩沖液組成如下:KH2P045 ~20mg.?Λ CaCl2.2Η201 ~1Omg.L-1 MgSO4.2Η20200 ~400mg.?ΛKHC03800 ~1500mg.L-1，溶劑為水。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述厭氧氨氧化顆粒保存后復(fù)用方法如下:在保存溫度與反應(yīng)溫度間選取2~4個溫度梯度，顆粒污泥依次在每一溫度下適應(yīng)12~36h，經(jīng)溫度適應(yīng)后，將保存后的顆粒污泥用無機(jī)鹽緩沖液清洗6~10次，然后將其轉(zhuǎn)入待啟動的厭氧反應(yīng)器中進(jìn)行活性恢復(fù)；厭氧反應(yīng)器的運(yùn)行條件為:反應(yīng)溫度為常溫，水力停留時間為3~IOh,進(jìn)水氨氮和亞硝氮的濃度分別為42~98mg.I71,運(yùn)行10~25d。
【文檔編號】C02F3/28GK103787561SQ201410031291
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月23日
【發(fā)明者】金仁村, 姬玉欣, 彭亭瑜, 葉小青, 諸美紅 申請人:杭州師范大學(xué)