[发明专利]针对活性炭工艺出水中炭附细菌的解吸附剂

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，尤其涉及针对活性炭工艺出水中炭附细菌的解吸附剂及其应用。

 

背景技术

与臭氧联用的活性炭（GAC）池长期运行后，微生物在GAC表面附着生长会形成生物膜，即活性炭的微生物作用普遍存在，活性炭池出水中细菌数往往远高于砂滤池出水，有时高达数万个/mL，引发新的出水生物安全性问题。研究发现，活性炭出水中的细菌包括肺炎克雷伯杆菌、假单胞菌属、黄质菌属、产碱杆菌属、不动杆菌属和色杆菌属等。大肠杆菌和病原性微生物可被活性炭细小颗粒所吸附并生长，形成由炭及其附着细菌构成的炭附细菌，因为活性炭颗粒的保护作用，炭附细菌对氯化消毒有较大抗性，故消毒难以有效控制。若炭附细菌进入管网，可在管壁上形成生物膜，造成水质二次生物污染。

因此，高效准确的炭附细菌分离与检测技术对炭附细菌的生物安全性及其控制技术研究尤为重要。常规的细菌检测技术难以有效评价其真实的数量水平，即一个附着几十甚至上百微生物的炭附细菌仅能在培养基上形成一个或几个菌落（计数未一个或几个微生物），影响其真实的计数。为进一步研究高效的炭附细菌检测技术，必须对活性炭出水中附着细菌的炭粒进行微生物的脱附，即利用外加物理作用或化学键力，破坏炭粒表面及内部附着细菌的吸附平衡机制，使得附着细菌脱附成为游离细菌，实现炭附细菌分离与检测，且保证其真实性和准确性。

国外的Camper等学者提出了针对炭附细菌的解吸附技术，即均质化技术：通过均化器以特定的解吸附剂进行微生物解吸附，再利用培养基进行培养检测。采用该方法检测活性炭工艺出水中的炭附细菌总数和炭附大肠杆菌数均优于传统检测技术的结果。但鉴于均质化器价格昂贵，水厂的普通生化试验室难以实现，且该方法所采用的解吸附剂的作用原理较为单一，未将不同功能的药剂进行分类处理，其可操作性和解吸附结果有待提高。

 

发明内容

解决的技术问题：本发明针对活性炭工艺出水中的炭附细菌检测，基于普通离心技术条件下的解吸附方法，提供了一种对活性炭出水中炭附细菌进行微生物脱附试剂及其应用，炭附细菌的分离效果明显，为炭附细菌的定量分析及消毒控制技术研究提供必要的基础。

技术方案：

活性炭工艺出水中炭附细菌的解吸附剂，由固定剂、缓冲剂、平衡剂、保护剂和脱附剂依次混合而得，各组成试剂的投加体积比为解吸附时样品液相体积与该试剂投加体积之比，所述固定剂为戊二醛，投加体积比为100:0.65；缓冲剂为Tris缓冲液，投加体积比为5~10:1；平衡剂1为体积浓度1.0%的NaCl，投加体积比为5~10:1；平衡剂2为摩尔浓度1mmol/L的EGTA，投加体积比为5~10:1；保护剂1为体积浓度0.01%的蛋白胨，投加体积比为10~20:1；保护剂2为摩尔浓度10mg/L的淀粉酶，投加体积比为8~10:1；脱附剂1为体积浓度0.01%的焦磷酸钠，投加体积比为30~40:1；脱附剂2为摩尔浓度10^-6mol/L的吐温80，投加体积比为10~20:1。

所述解吸附时样品液相为超纯水，根据离心管的容积，控制超纯水体积为1.0~1.5mL。

所述固定剂为戊二醛，加入体积为6.50~9.75μL。

所述缓冲剂为三羟甲基氨基甲烷缓冲液，其摩尔浓度为0.01mol/L，其pH值为7.5~7.8；加入体积为0.10~0.30mL。

所述平衡剂为体积浓度1.0%的NaCl和摩尔浓度1mmol/L的EGTA，两者加入体积均为0.10~0.15mL。

所述保护剂为体积浓度0.01%的蛋白胨和摩尔浓度10mg/L的淀粉酶，两者加入体积均为0.10~0.15mL。

所述脱附剂为体积浓度0.01%的焦磷酸钠和摩尔浓度10^~6mol/L的吐温80；焦磷酸钠加入体积为0.40~0.60mL，吐温80加入体积为0.20~0.40mL。

上述任一权利要求所述活性炭工艺出水中炭附细菌的解吸附剂的应用，向活性炭工艺出水中依次按规定量投加固定剂、缓冲剂、平衡剂、保护剂和脱附剂。

针对活性炭工艺出水中炭附细菌的检测，添加特定的生物或化学药剂进行炭附细菌的脱附。由于多数细菌的粘附机制不同，故选择8种物质，通过研究确定了解吸附剂的组合方式、浓度梯度、投加次序，并与传统的均质化剂吸附技术进行了剂吸附效果的比较。具体技术方案如下：

有益效果：实验取得活性炭出水中的炭附细菌后，将其置入装有1mL无菌超纯水的离心管中。