[发明专利]一种确定厌氧颗粒污泥最适保存温度的方法

说明书

本发明公开了一种确定厌氧颗粒污泥最适保存温度的方法，属于环境工程技术领域。本发明方法利用流式细胞术测定不同温度保存的厌氧颗粒污泥的细胞活性状态，将其中细胞活性状态最接近厌氧颗粒污泥中试运行时的细胞活性状态的保存温度确定为最适保存温度，测试数据经活性恢复后细胞活性状态和性能效果验证可靠。本发明方法可以省略厌氧颗粒污泥活性恢复的步骤，有效帮助准备采用厌氧颗粒污泥技术的高浓度有机废水处理工艺缩短高效生产甲烷时间，且产甲烷浓度和甲烷产量均分别超过34％和70ml；既可维持厌氧颗粒污泥工艺长期稳定运行，又能够保持较好的活性，具有很高的可行性。

技术领域

本发明涉及一种确定厌氧颗粒污泥最适保存温度的方法，属于环境工程技术领域。

背景技术

随着国家对能源和资源需求的逐渐提高，提升高浓度有机废水资源化利用效能日益得到重视，可有效促进高浓度有机废水资源化利用效能的厌氧生物处理技术成为生产能源性物质与资源性物质的重要方法。厌氧颗粒污泥具有良好的沉降性能，较低的运行成本，较高的生物量和产甲烷能力，是全世界高浓度有机废水的首选资源化处理技术。但是工程实例中厌氧颗粒污泥的培养周期相对较长，且厌氧微生物的活性易受环境条件的影响，如果可以将厌氧颗粒污泥培养成熟并予以保存，则可以有效帮助准备采用厌氧颗粒污泥技术的高浓度有机废水处理工程在较短时间内启动运行，并促进高浓度废水中有机污染物的甲烷转化。温度是影响微生物活性最重要的参数，确定最适于厌氧颗粒污泥保存的温度，有助于简化厌氧颗粒污泥微生物活性恢复过程，缩短厌氧颗粒污泥工程化应用启动时间。现有方法对于最适保存温度的确定需要将厌氧颗粒污泥重新接种于厌氧生物反应器中，约需25d以上才能确定厌氧颗粒污泥活性恢复的效果，成为制约厌氧颗粒污泥强化产甲烷技术的工程化应用关键所在。

发明内容

为了简化厌氧颗粒污泥微生物活性恢复过程，缩短厌氧颗粒污泥工程化应用启动时间，同时促进资源化气体甲烷的高效生产。本发明基于流式细胞术对不同温度条件下保存的厌氧颗粒污泥的细胞活性状态进行表征，通过厌氧颗粒污泥活性恢复效果和污泥微生物活性恢复后细胞活性状态，对流式细胞术的表征结果进行验证，最终建立基于流式细胞术的确定厌氧颗粒污泥最适保存温度的方法，为强化高浓度有机废水产甲烷效能提供技术支撑。

本发明的第一个目的是提供一种确定厌氧颗粒污泥的最适保存温度的方法，所述方法是利用流式细胞术测定不同温度保存的厌氧颗粒污泥中微生物的细胞活性状态，将其中细胞活性状态最接近厌氧颗粒污泥中试运行时的细胞活性状态时保存的温度确定为最适保存温度；所述利用流式细胞术测定细胞活性状态的方法包括如下步骤：

(1)厌氧颗粒污泥测试样液的制备：用缓冲液稀释厌氧颗粒污泥样品，并加入半胱氨酸，混合均匀后过滤，取沉淀物；再用缓冲液稀释，同时加入半胱氨酸混合均匀，其中，半胱氨酸相对缓冲液的添加量不低于0.8-2.0mg/mL；过滤取沉淀物，使用添加了半胱氨酸的预冷缓冲液吹洗细胞，重复离心和清洗，再取上清液作为样品，使用适量10x Annexin VBinding Buffer 混匀制得，其中，预冷缓冲液中半胱氨酸的浓度为0.8-2mg/mL；

(2)置于流式细胞仪测定各样液的细胞活性状态。

在本发明的一种实施方式中，所述厌氧颗粒污泥微生物细胞活性状态的测定包括活细胞、凋亡早期细胞、凋亡晚期细胞和死细胞的含量测定。

在本发明的一种实施方式中，所述缓冲液是 pH为6.8-7.2的磷酸盐缓冲液。其中，pH优选7.0。

在本发明的一种实施方式中，所述缓冲液与厌氧颗粒污泥的稀释体积比为8～15：1。

在本发明的一种实施方式中，所述半胱氨酸相对缓冲液的浓度为1.0mg/mL。

在本发明的一种实施方式中，所述尼龙膜的孔径为10～20μm。

在本发明的一种实施方式中，所述离心速度为5000～10000rpm/min。