申请日2019.01.04
公开(公告)日2019.03.22
IPC分类号C02F11/14; C02F3/12; C02F11/121
摘要
本发明实施例公开了一种好氧颗粒污泥的储存方法，涉及生物材料技术领域。本发明对好氧颗粒污泥采取丙酮水溶液从低到高多梯度浸润摇床达到脱水干燥的目的。本发明人创新性采用丙酮浸润并摇床混匀，有效地解决现有好氧颗粒污泥干燥储存法中出现的脱水不均匀的缺点，该方法可以保护不同层次的微生物细胞在相近的层次内有相似的脱水速率，有效地减少细胞在干燥和储存中出现较大的结构损伤，更大程度地保持颗粒原始状态。本发明与现有颗粒干燥方法相比，工艺较为简化。
权利要求书
1.一种好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，对所述好氧颗粒污泥采取丙酮水溶液从低到高多梯度浸润摇床达到脱水干燥的目的。
2.根据权利要求1所述的好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)将新鲜好氧颗粒污泥(AGS)完全沉降后去除上清液，用静水清洗2～3次后转移至质量浓度为15～20%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
2)将步骤1)得到的AGS转移至质量浓度为55～70%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
3)将步骤2)得到的AGS转移至质量浓度为75～85%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
4)将步骤3)得到的AGS转移至质量浓度为100%的丙酮中，摇床、静置，选取完整AGS;
5)步骤4)得到的AGS置于干燥器内储存。
3.根据权利要求2所述的好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，步骤1)、2)、3)、4)中，在转速为40～80rpm，29±1℃的摇床条件下摇匀1.5～2.5小时。
4.根据权利要求3所述的好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，步骤1)、2)、3)、4)中，在转速为50rpm，29±1℃的摇床条件下摇匀2小时。
5.根据权利要求2所述的好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，步骤1)、2)、3)、4)中，静置时间为4-10分钟。
6.根据权利要求5所述的好氧颗粒污泥的储存方法，其特征在于，步骤1)、2)、3)、4)中，静置时间为5分钟。
说明书
一种好氧颗粒污泥的储存方法
技术领域
本发明实施例涉及生物材料技术领域，具体涉及一种好氧颗粒污泥的储存方法。
背景技术
好氧颗粒污泥(aerobic granules sludge，AGS)是在好氧条件下自发形成的一种微生物自凝过程，是一种特殊的生物膜，具有结构规则致密、沉降速度快、高耐毒性、单级同步脱氮除磷等优点，工程实践表明，AGS的出现有效地解决了传统生物污水处理技术占地面积大、剩余污泥处置困难等弊端，被认为是极具工程化潜力的新一代废水生物处理技术。
好氧颗粒污泥技术作为替代传统污水处理的新工艺经过近30年的发展，储存闲置颗粒污泥以快速启动反应器、维持反应系统长期稳定运行是我国目前污水生物处理领域的研究热点。
颗粒储存是指对有活性的微生物颗粒进行有效的储存，其目的是利用一切条件使颗粒不死、不衰、不变，以便用于研究和应用。近几年，颗粒储存研究主要集中在包括高渗法、冷冻法的湿法储存，虽已在许多研究中证明其短暂的可行性，但储存中后期的颗粒失稳、失活等不稳定问题频发，成为严重制约污水处理技术应用的壁垒。湿法储存一直面临的挑战是在储存产生的饥饿、高渗等恶劣环境中，颗粒内部存在的由于食物匮乏而引发菌群间的竞争性生长，使细菌内源性呼吸增强、加速其蛋白水解酶活性对周围组织结构的降解，从而导致颗粒骨架松散、功能微生物死亡甚至解体。
至今微生物细胞的储存方法有很多，从总体上分为四大类：高渗法、冷冻法、干燥法及冷冻干燥法，其原理主要是运用低温、干燥和隔绝空气的手段，降低微生物菌株的新陈代谢，使细菌的生命活动处于半永久性的休眠状态，从而达到储存的目的。因此，基于颗粒中的微生物活动会在颗粒骨架干燥脱水时暂停而进入不可培养但未失活状态(Viable butnon-culturable，VBNC)，Lee等提出将颗粒以干燥的形式储存。
通常，液体介质是酶作用的必要条件，具有阻挡氧气传递造成厌氧发酵和加剧颗粒内部内源呼吸的作用，因此降低含水率可使颗粒污泥进入暂停活动、休眠的状态，从而有效避免内源呼吸引发的蛋白水解作用和菌群间的竞争性生长。随后，Hu等同时对比了6种干燥储存方式的效果(烘箱法、恒温箱法、光照法、暗室法、冷藏法、风干法)，同样证明了干燥储存的可行性。然而上述干燥储存研究只是单纯依靠不同温度的空气自身流通带动颗粒细胞脱水，势必对细胞造成一定损伤，同时没有考虑颗粒本身具有多层次结构球体的独特性，表面的风化会造成颗粒分层脱水、细胞不均匀脱水等状态，而Hu的试验结果也显示出颗粒虽然在结构上顺利经历干燥处理，但在复活(恢复)后均出现颗粒松散、解体等结构失稳现象。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种好氧颗粒污泥的储存方法，以解决现有干燥储存方式中由于单纯依靠不同温度的空气自身流通带动颗粒细胞脱水而导致的损伤细胞以及复活(恢复)后出现的结构失稳的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
在本发明的实施方式中，提供了一种好氧颗粒污泥的储存方法，对所述好氧颗粒污泥采取丙酮水溶液从低到高多梯度浸润摇床达到脱水干燥的目的。
进一步地，所述方法包括以下步骤：
1)将新鲜好氧颗粒污泥(AGS)完全沉降后去除上清液，用静水清洗2～3次后转移至质量浓度为15～20%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
2)将步骤1)得到的AGS转移至质量浓度为55～70%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
3)将步骤2)得到的AGS转移至质量浓度为75～85%的丙酮水溶液中，摇床、静置，选取完整AGS;
4)将步骤3)得到的AGS转移至质量浓度为100%的丙酮中，摇床、静置，选取完整AGS;
5)步骤4)得到的AGS置于干燥器内储存。
进一步地，步骤1)、2)、3)、4)中，在转速为40～80rpm，29±1℃的摇床条件下摇匀1.5～2.5小时。
在一个优选的实施方式中，步骤1)、2)、3)、4)中，在转速为50rpm，29±1℃的摇床条件下摇匀2小时。
进一步地，步骤1)、2)、3)、4)中，静置时间为4-10分钟。
在一个优选的实施方式中，步骤1)、2)、3)、4)中，静置时间为5分钟。
采用丙酮对新鲜AGS进行脱水干燥，包括丙酮浸润和自然挥发两个步骤，而关键步骤是前者，由于球型颗粒骨架的不均匀性，在脱水收缩的过程中，颗粒内部的每层会产生差异，导致颗粒内核收缩后在某些脆弱区域产生变形，并伴有卷曲和弯曲并最终导致裂缝和突起。由于不同浓度的丙酮在颗粒表面的渗透力不同，若直接用高浓度丙酮脱水，高浓度丙酮会使颗粒表面急剧脱水形成一层类似于保护膜的结构，影响到颗粒内部层次细胞的脱水，而每层颗粒骨架和毛细管水分的蒸发也同样受制于丙酮，因此，为了保证每个颗粒分层中的细胞能够均匀浸润在丙酮中，本发明设置连续从低到高多梯度丙酮水溶液浸润法。另外，为了使颗粒更均匀的浸润在丙酮里，本发明首创丙酮浸润时添加摇床混匀的步骤。
根据本发明的实施方式，本发明具有如下优点：
1、本发明人创新性采用丙酮浸润并摇床混匀，有效地解决现有好氧颗粒污泥干燥储存法中出现的脱水不均匀的缺点，该方法可以保护不同层次的微生物细胞在相近的层次内有相似的脱水速率，有效地减少细胞在干燥和储存中出现较大的结构损伤，更大程度地保持颗粒原始状态。
2、本发明与现有颗粒干燥方法相比，工艺较为简化。