有機(jī)底物對(duì)活性污泥胞外聚合物的影響

1、<p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　隨著社會(huì)工業(yè)化發(fā)展的加快和人口的增加，水體重金屬污染越來越嚴(yán)重，這對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康造成了嚴(yán)重危害。水體重金屬污染處理方法很多，同傳統(tǒng)重金屬處理方法相比，生物吸附法具有明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)低濃度重金屬廢水的處理效果非常好。</p><p>　　本文首先以污水處理廠活性污泥III為菌種，用分別含有葡萄

2、糖和蛋白胨的人工配置污水培養(yǎng)得到活性污泥I和II。實(shí)驗(yàn)主要以3種污泥為研究對(duì)象，考察了3種污泥的絮凝沉降性能、污泥形態(tài)、EPS熱提取法最優(yōu)提取條件、EPS成分、EPS所含官能團(tuán)等.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，3種活性污泥的SV都在15%-50%之間，SVI都在80-120 mL/g之間，MLSS都在2000-3000 mg/L之間，污泥的絮凝沉降性能良好，其中活性污泥I的絮凝沉降性能最差，活性污泥III的絮凝沉降性能最好；熱提取法（80 ℃，35 m

3、in）提取EPS的量最多，且微生物細(xì)胞破壞程度較小，為最佳提取條件；在一個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，3種活性污泥生成多糖、蛋白質(zhì)、EPS總量的速度為：活性污泥I > 活性污泥III > 活性污泥II；3種EPS中多糖的含量幾乎占了EPS總量的50%，蛋白質(zhì)的含量卻非常低，并且多糖含量順序?yàn)椋篍PS I > EPS II > EPS III，蛋白質(zhì)含量順序?yàn)椋篍PS II > EPS III > EPS I；3種EP

4、S中多糖/蛋白質(zhì)分別為：21.3、4.8、6.4，C/N分別為：8.5、5.5、6.1；3種EPS的</p><p>　　關(guān)鍵詞：活性污泥；胞外聚合物；多糖；蛋白質(zhì)；有機(jī)底物</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of industry and the increas

5、e of population, the problem of heavy metal pollution in water becomes more and more serious, which is harmful to eco-environments and human being. There are many methods to treat heavy metal polluted water. Compared wit

6、h traditional method to treat heavy metal pollution, biosorption has many advantages. Especially when it is used to deal with wastewater containing low-level metals, the efficiency is satifying.Three activated sludges ha

7、ve been stud</p><p>　　Keywords： activated sludge；extracellular polymeric；polysaccharide；protein；organic substrate</p><p>　　ABSTRACT2</p><p>　　參考文獻(xiàn)

8、 29錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　緒論錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　1.1 引言1</b></p><p>　　1.2.1 胞外聚合物（EPS）的來源和組成1</p><p>　　1.2.2 胞外聚合物的提取方法

9、4</p><p>　　1.3 胞外聚合物的作用機(jī)理4</p><p>　　1.4 胞外聚合物的應(yīng)用5</p><p>　　1.4.2 胞外聚合在環(huán)境工程中的研究和應(yīng)用6</p><p>　　1.4.3胞外聚合物在食品工程中的研究和應(yīng)用6</p><p>　　1.4.4 胞外聚合物在生物醫(yī)學(xué)工程中的研究和應(yīng)用

10、6</p><p>　　第二章 有機(jī)底物對(duì)活性污泥及其胞外聚合物的影響7</p><p><b>　　2.1 前言7</b></p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑7</p><p>　　2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器7</p><p>　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑8</p>&l

11、t;p>　　2.3 分析與測試方法9</p><p>　　2.4 活性污泥的制備及有機(jī)底物對(duì)其沉降性能的影響研究11</p><p>　　2.4.1活性污泥I、II的培養(yǎng)11</p><p>　　2.4.2活性污泥MLSS、SV和SVI的測定11</p><p>　　2.4.3活性污泥掃描電鏡分析12</p>&

12、lt;p>　　2.5活性污泥胞外聚合物的制備13</p><p>　　2.5.1 EPS熱提取方法條件優(yōu)選13</p><p>　　2.5.2 活性污泥胞外聚合物的提取16</p><p>　　2.6 EPS I、EPS II、EPS III分析16</p><p>　　2.6.1有機(jī)底物對(duì)EPS多糖、蛋白質(zhì)、EPS量的影響1

13、6</p><p>　　2.6.2 EPS I、EPS II、EPS III成分分析18</p><p>　　2.6.3 EPS I、EPS II、EPS III元素分析19</p><p>　　2.6.4 EPS I、EPS II、EPS III的紅外光譜測定20</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)1</b>

14、</p><p><b>　　致 謝1</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　活性污泥胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances—EPS）對(duì)生物絮凝有促進(jìn)

15、作用。胞外多糖包裹細(xì)胞壁，降低了細(xì)胞的有效臨界電勢(shì)而發(fā)生凝絮。而EPS中含有的脂類、蛋白質(zhì)等疏水分子，可使污泥表面呈局部疏水性；同時(shí)，EPS含有能與陽離子結(jié)合的陰離子基團(tuán)，這種高分子聚合物可以在顆粒間起到架橋作用。同時(shí)有研究表明：EPS的存在不利于污泥沉降，污泥表面離子化聚合物的濃度和性質(zhì)決定了污泥表面的電荷，隨著EPS濃度增大，污泥電泳遷移率增大，由于系統(tǒng)間斥力導(dǎo)致污泥沉降性能惡化；并且EPS的主要成分蛋白質(zhì)、糖類和DNA含量都與污泥

16、容積指數(shù)成正比關(guān)系，認(rèn)為污泥的沉降性能與高濃度的EPS有關(guān)[21]。同時(shí)，EPS為高濃度膠體狀態(tài)的生物聚合物，它對(duì)污泥的濃縮脫水性能也會(huì)產(chǎn)生影響[22]。此外，活性污泥的EPS還能大量吸附溶液中的金屬離子，尤其是重金屬離子與EPS的絡(luò)合產(chǎn)物更為穩(wěn)定。EPS吸附廢水重金屬與其它重金屬廢水處理方法相比，具有操作簡便，經(jīng)濟(jì)，二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景廣闊，能實(shí)現(xiàn)環(huán)境效益、社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益三者的完美統(tǒng)一。微生物胞外聚合物可以應(yīng)用于多種工業(yè)，如

17、：石油</p><p>　　1.2 胞外聚合物的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 胞外聚合物（EPS）的來源和組成</p><p>　　1.2.1.1 胞外聚合物（EPS）的來源</p><p>　　活性污泥EPS存在于活性污泥的細(xì)菌細(xì)胞外，主要由微生物代謝產(chǎn)物或死亡的細(xì)胞以及從周圍環(huán)境中吸附的有機(jī)物構(gòu)成。EPS是細(xì)胞和水分外第三大類

18、活性污泥組成物質(zhì)[26, 27]，約占活性污泥質(zhì)量的80%[28]、總有機(jī)物的50-90%、污泥干重的15%[29]，因此EPS是阻礙污泥高效減容減量的關(guān)鍵物質(zhì)；同時(shí)，EPS對(duì)自然界重金屬具有良好的富集作用[25]，是影響污泥資源利用的重要物質(zhì)。胞外聚合物（EPS）是微生物細(xì)胞分泌的粘性物質(zhì)，是生物膜的主要組成成分。許多微生物在細(xì)胞壁外圍有莢膜和粘液層，莢膜和粘液層可自細(xì)胞上除去而不影響其生命。在形態(tài)上它們可以分為三類：大莢膜、微莢膜和

19、粘液層。按照EPS結(jié)構(gòu)組成，可分為緊密粘附的EPS（Tightly Bound EPS，TB）和松散附著的EPS（Loosely Bound EPS，TB）兩部分[32]。結(jié)構(gòu)簡圖如1-1(b)所示。EPS的結(jié)構(gòu)為流變性的雙層結(jié)構(gòu)，TB位于結(jié)構(gòu)內(nèi)層，與細(xì)胞表面結(jié)合緊密，穩(wěn)定地附著于細(xì)胞壁外，具有一定的外形。LB位于外層，結(jié)構(gòu)比較松散，可向周邊環(huán)境擴(kuò)展，無明顯邊緣。不同的培養(yǎng)工藝會(huì)影響LB的含量，而且LB是一種在特殊條件下</p&g

20、t;<p>　　圖1-1 EPS與細(xì)胞位置結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　活性污泥胞外聚合物是在污水生化處理過程中，活性污泥中細(xì)胞表面的有機(jī)聚合物。EPS為細(xì)胞形成一個(gè)保護(hù)層以抵抗外面不利的環(huán)境，也可以作為饑餓期碳和能量的來源[5]。EPS對(duì)活性污泥的絮凝和脫水性能起著關(guān)鍵的作用，對(duì)產(chǎn)甲烷的粒狀污泥的微觀結(jié)構(gòu)也同樣起著作用。在廢水處理過程中，胞外聚合物的空間結(jié)構(gòu)和組成在較大程度上決定了基質(zhì)在生物膜內(nèi)傳

21、質(zhì)阻力的大小，若要提高廢水的處理效率，首先應(yīng)對(duì)胞外聚合物展開細(xì)致的研究。</p><p>　　1.2.1.2 胞外聚合物（EPS）的組成</p><p>　　EPS是大分子物質(zhì)的集合，因此成分復(fù)雜，通常含有蛋白質(zhì)（protein，大約占EPS的l%-60%）、多糖（polysaccarides，40%-95%）、腐殖質(zhì)（humic-like substances，以下簡稱humic）、糖醛

22、酸（uronic acid）、脂類（1ipid）和DNA等[33-37]，其中以蛋白質(zhì)和多糖最為重要[6]。Liu和Fang[38]總結(jié)了多種EPS提取方法后發(fā)現(xiàn)，EPS成分中量最多的兩大類物質(zhì)是蛋白質(zhì)和多糖，其它的如腐殖質(zhì)、糖醛酸、脂類和DNA等的量則相對(duì)少些。胞外多糖含有多種功能團(tuán)，如羧基、羥基和磷酸基，這些基團(tuán)對(duì)不同類型離子表現(xiàn)了強(qiáng)烈的親和性。除了多聚糖和蛋白質(zhì)外，胞外聚合物其他成分的作用還不是十分清楚。胞外聚合物的具體組成如表1

23、-1。</p><p>　　表1-1 胞外聚合物的基本組成</p><p>　　有人對(duì)胞外聚合物中糖類和蛋白質(zhì)的成分進(jìn)行了定性的分析，胞外多糖所含單糖種類較多。Methanobacterium formiciZnm和Methanosarcina mazeii是從厭氧顆粒物上分離到的兩種優(yōu)勢(shì)菌。Methanobacterium formiciZnm產(chǎn)生的胞外多糖主要由鼠里糖、甘露糖、半乳糖、

24、葡萄糖、氨基酸組成，而由Methanosarcina mazeii產(chǎn)生的包括核酸、半乳糖、葡萄糖和葡萄胺。生物膜中最豐富的單體氨基酸為：天冬氨酸、甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、亮氨酸、賴氨酸和古氨酸[7,8]。</p><p>　　EPS將微生物包埋在內(nèi)，相當(dāng)于微生物的房子，為固著的細(xì)胞創(chuàng)造了一個(gè)由其本質(zhì)所決定的微生物環(huán)境，保護(hù)微生物免于脫水，使其避免干燥，又可以起到離子交換樹脂一樣的作用，防止離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)而使其它溶

25、解[9]。如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 EPS與細(xì)胞位置結(jié)構(gòu)[10]</p><p>　　1.2.2 胞外聚合物的提取方法</p><p>　　胞外聚合物提取的各組成成分及其含量的多少，很大程度上取決于所用的提取方法。經(jīng)過近些年的不斷探索與嘗試，人們已研究出十多種胞外聚合物提取方法。這些方法可大致分為兩類。一類是物理法，另一類是化學(xué)試劑法。見下表1

26、-2：</p><p>　　表1-2 EPS提取方法及特點(diǎn)分析</p><p>　　1.3 胞外聚合物的作用機(jī)理</p><p>　　在研究生物腐蝕過程中研究者發(fā)現(xiàn)，正是胞外聚合物的存在，使得生物腐蝕的速度大大加快，使得微生物能夠更為容易在介質(zhì)表面形成點(diǎn)甚至膜[15]。那么應(yīng)用到環(huán)境工程生物膜法中，如果能通過改變某些條件，使得胞外聚合物促進(jìn)微生物提高對(duì)載體壤料的固著

27、性能，那么也就使得膜法有更好的工程價(jià)值。微生物在固體表面的固定，也可以由胞外聚合物，而不是單一的胞外聚多糖或蛋白質(zhì)決定的。總之，含液態(tài)成分的胞外活性聚合物在細(xì)菌和界面的相互作用中起了關(guān)鍵的作用。胞外聚合物的作用方式詳見表1-3。</p><p>　　表1-3 胞外聚合物的作用方式</p><p>　　顯然，在胞外聚合物中，物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)要比水中的低，對(duì)于被動(dòng)運(yùn)輸?shù)陌饩酆衔锿鈿碚f，對(duì)營養(yǎng)

28、物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排放都是有不利影響的，但總體而言，其優(yōu)點(diǎn)還是占主要的。</p><p>　　1.4 胞外聚合物的應(yīng)用</p><p>　　微生物的胞外多糖有顯著的商業(yè)價(jià)值，尤其各種膠態(tài)產(chǎn)品和對(duì)水系統(tǒng)的流變性質(zhì)的改變方面。在將來，有可能在食品、制藥、紡織和石油工業(yè)方面代替植物。對(duì)于環(huán)境處理而言，其更為重要的應(yīng)用是胞外聚合物對(duì)環(huán)境處理的影響和微生物絮凝劑。</p><

29、p>　　1.4.1 胞外聚合物在礦物加工工程中的研究和應(yīng)用</p><p>　　有企業(yè)采用細(xì)菌胞外聚合物作抑制劑來浮選硫化礦，其基本思路是利用細(xì)菌胞外聚合物替代礦物浮選中的金屬鹽類和氰化物作為抑制劑，這樣可以顯著的降低金屬鹽類和氰化物的消耗，不僅可以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且還解決了使用金屬鹽類和氰化物帶來的環(huán)境污染問題。胞外聚合物在礦物加工工程中的作用會(huì)越來越大，主要會(huì)體現(xiàn)在：1)與其他處理方法結(jié)合處理低品

30、位難處理礦石；2)作為礦物浮選的生物藥劑代替昂貴的對(duì)環(huán)境有危害的化學(xué)藥劑，例如浮選時(shí)使用的抑制劑、絮凝劑；3)與其他方法結(jié)合處理固體廢棄物，回收有價(jià)金屬；4)除去礦物產(chǎn)品中的雜質(zhì)，例如除去煤中的硫、除去鋼渣和錳礦石中的磷。</p><p>　　1.4.2 胞外聚合在環(huán)境工程中的研究和應(yīng)用</p><p>　　隨著全世界金屬消耗量呈上升趨勢(shì)，這意味著金屬廢物也在增加。這類含有多種重金屬離子的

31、廢物一旦被排到自然環(huán)境中，將嚴(yán)重危及人類和許多動(dòng)、植物的正常生存。由于胞外聚合物中含有羥基和羧基這樣的陰離子功能團(tuán)，因此其對(duì)重金屬有很強(qiáng)的吸附作用。有關(guān)胞外聚合物吸附重金屬的研究一直在進(jìn)行，并取得了很多進(jìn)展[17]。</p><p>　　胞外多糖是胞外聚合物的主要組分，其對(duì)胞外聚合物的吸附作用極大，研究者研究了在單一組分和雙組分金屬水溶液中用胞外多糖吸附金屬鉛、鎘、鋅離子。細(xì)菌胞外聚合物取自一種異養(yǎng)喜中溫的需氧菌

32、，在實(shí)驗(yàn)條件下胞外多糖表現(xiàn)了強(qiáng)烈結(jié)合金屬的能力。在單一體系中，觀察到最大的結(jié)合能力高達(dá)3165 mg Pb2+/g多糖。應(yīng)用適合兩種溶液體系的Langmuir模型，得到每種金屬在需養(yǎng)菌上的競爭吸附效果，鋅和鎘競爭相同的結(jié)合位置，并且非常符合提出的模型。</p><p>　　1.4.3胞外聚合物在食品工程中的研究和應(yīng)用</p><p>　　胞外聚合物在食品工程中的研究和應(yīng)用主要是利用占其成分

33、65%左右的胞外多糖，而胞外多糖研究較深入的是乳酸菌胞外多糖。胞外多糖可以用作食品添加劑、抗凝劑、保鮮劑等，已經(jīng)獲得工業(yè)應(yīng)用的有結(jié)冷膠、黃原膠等；結(jié)冷膠作為一種新型的食品添加劑與其他同類產(chǎn)品相比具有用量少、性能更加穩(wěn)定、凝結(jié)度高，凝膠清亮和優(yōu)良的呈味性能，其在pH值為3.8-8.0之間具有極好的穩(wěn)定性，在溫度高達(dá)100℃以上的高溫條件下仍然保持著良好的物理狀態(tài)。在肉制品和蔬菜類制品的加工過程中添加結(jié)冷膠后會(huì)使產(chǎn)品具有清爽的口味，起到彌補(bǔ)

34、產(chǎn)品品味不足的良好作用。黃原膠在食品工業(yè)中應(yīng)用較為廣泛，如在啤酒中作泡沫穩(wěn)定劑、肉制品加工中作膨化劑、在果醬和糖漿等中作增稠劑、在奶酪和冷凍食品中作凍融穩(wěn)定劑等等。</p><p>　　1.4.4 胞外聚合物在生物醫(yī)學(xué)工程中的研究和應(yīng)用</p><p>　　胞外聚合物在生物醫(yī)藥工程中的應(yīng)用研究集中在胞外聚合物主要成份——多糖的生物活性功能、藥理作用與免疫保健作用。多糖作為藥物應(yīng)用開始于20

35、世紀(jì)40年代，人們相繼發(fā)現(xiàn)它具有很多生物學(xué)活性，如抗輻射、抗凝血、降血糖、抗感染、預(yù)防和治療腫瘤及艾滋病等。EPS可以幫助細(xì)菌抵制抗生素、有毒金屬、氯化物等不利因素，可能與EPS直接吸附有毒制劑、降低細(xì)菌的生長率、加強(qiáng)含抑制因子質(zhì)粒的水平信號(hào)傳導(dǎo)等有關(guān)；在牙菌斑生物膜中，變形鏈球菌產(chǎn)生的胞外多糖能幫助細(xì)菌躲避人類中性白細(xì)胞的吞噬[1]。魏濱等[61]以脫毒后去除類脂A的甲型副傷寒桿菌高分子量多糖OSP21和低分子量多糖OSP22為特異性

36、抗原，以破傷風(fēng)類毒素為蛋白質(zhì)載體，以己二酸二肼(ADH)作為連接劑，制備了兩種結(jié)合物及其多糖，它們具有特異性殺菌活性，在小鼠體內(nèi)具有良好的免疫原性。</p><p>　　第二章 有機(jī)底物對(duì)活性污泥及其胞外聚合物的影響</p><p><b>　　2.1 前言</b></p><p>　　活性污泥及其EPS都與其來源和培養(yǎng)工藝息息相關(guān)，培養(yǎng)基中

37、的有機(jī)底物影響著活性污泥及其EPS的性能。本章考察了不同來源的3種活性污泥的絮凝、沉降性能、污泥形態(tài)，還研究了EPS熱提取法的最佳提取條件、EPS成分、EPS所含官能團(tuán)等。</p><p>　　2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑</p><p>　　2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器</p><p>　　實(shí)驗(yàn)所用儀器見表2-1。</p><p>　　表2-1 實(shí)驗(yàn)儀器

38、一覽表</p><p>　　2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑</p><p>　　實(shí)驗(yàn)所用試劑見表2-2。</p><p>　　表2-2 實(shí)驗(yàn)試劑一覽表</p><p>　　2.3 分析與測試方法</p><p>　　實(shí)驗(yàn)主要測定指標(biāo)如下：</p><p>　?。?）懸浮性污泥濃度（MLSS）、污泥沉降比（

39、SV）、污泥指數(shù)（SVI）和進(jìn)出水化學(xué)需氧量（CODcr）測定</p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)方法測定MLSS、SV和SVI，用重鉻酸鉀法測定CODcr。</p><p>　?。?）活性污泥掃描電鏡分析</p><p>　　掃描電子顯微鏡預(yù)處理方法：</p><p>　?、偃〔募肮潭ǎ喝∵m量污泥置于離心管中，加入2.5%，pH=6.8的戊二醛固定并

40、置于4 ℃冰箱中固定1.5 h后，用注射器吸出戊二醛溶液。戊二醛取量以蓋過樣品為宜。</p><p>　?、跊_洗：用0.1 mol pH=6.8的磷酸緩沖液沖洗3次，每次10 min。具體操作如下：取適量緩沖液（以蓋過樣品為宜）放入①中已經(jīng)固定樣品的離心管中，靜置10 min，用注射器吸出緩沖液，反復(fù)3次。</p><p>　?、勖撍悍謩e用濃度為50%，70%，80%，90%的乙醇進(jìn)行脫

41、水，每次10-15 min，再用100%的乙醇脫水3次，每次10-15 min。（乙醇液量以蓋過樣品為宜，靜置10-15 min后，用注射器吸出乙醇液）</p><p>　　④置換：100%乙醇：乙酸異戊酯=l：1；純乙酸異戊酯各一次，每次15 min。（置換液以蓋過樣品為宜，靜置后用注射器吸出）</p><p>　　⑤置于真空冷凍干燥箱中進(jìn)行干燥。</p><p>

42、;　?、拚硺樱簩悠酚^察面向上粘貼在掃描電鏡樣品臺(tái)上。</p><p>　?、邍娊穑河缅兡x在樣品表面鍍上一層1500 nm厚度的金屬膜。</p><p>　?、嗵幚砗玫臉悠贩湃霕悠泛兄写龣z。</p><p>　?。?）EPS成分分析</p><p>　　主要分析EPS中多糖、蛋白質(zhì)、核酸三種成分。</p><p>　

43、　EPS中多糖的測定[1]</p><p>　　因?yàn)槎嗵呛康臏y定較困難，本文采用蒽酮分光光度計(jì)法，測定EPS中總碳水化合物含量，代替多糖含量的測定。該法簡單，且具有較好的靈敏度。</p><p>　　蒽酮分光光度法：向相當(dāng)于葡萄糖0-100 μg的樣品溶液1.0 mL中加入蒽酮試劑4.0 mL，迅速浸于冰水浴中冷卻，各管加完后一起浸于沸水浴中，管口加蓋玻璃球，以防蒸發(fā)。自水浴重新煮沸起，

44、持續(xù)煮沸10 min取出，用流水冷卻。室溫放置10 min后，測定其在620 nm波長下的吸光度。以標(biāo)準(zhǔn)葡萄糖含量（μg/mL）作為橫坐標(biāo)，以吸光度作縱坐標(biāo)，作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。</p><p>　　樣品溶液的測定：EPS樣品溶液經(jīng)過孔徑為0.45 μm膜過濾后，經(jīng)適當(dāng)稀釋，取1.0 mL EPS樣品溶液，測定方法同上，測出樣品溶液的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線算出樣品溶液的總糖含量。</p><p>

45、　　EPS中蛋白質(zhì)含量測定[1]</p><p>　　采用考馬氏亮藍(lán)（G-250）法測定。</p><p>　　考馬氏亮藍(lán)（G-250）法：向含有相當(dāng)于蛋白質(zhì)0~100 μg的樣品溶液1.0 mL中加入考馬氏亮藍(lán)（G-250）試劑5.0 mL，搖勻后放置2 min，再測定其在595 nm波長下的吸光度。以牛血清白蛋白濃度含量（μg/mL）為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)，繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線。<

46、/p><p>　　樣品溶液的測定：EPS樣品溶液經(jīng)過孔徑為0.45 μm膜過濾后，經(jīng)適當(dāng)稀釋，取1.0 mL EPS樣品溶液，測定方法同上，測出樣品溶液的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線算出樣品溶液的蛋白質(zhì)含量。</p><p>　?、?核酸含量的測定[1]</p><p>　　核酸含量的測定采用紫外分析法，其吸收峰在260 nm波長處。若樣品中含有大量的蛋白質(zhì)和核苷酸等吸收紫外光

47、的物質(zhì)，應(yīng)先除去。核酸含量可以作為提取EPS過程中細(xì)胞破壞程度的一個(gè)指標(biāo)。</p><p>　　核酸含量的測定：取EPS樣品溶液若干，經(jīng)適當(dāng)稀釋，使其中核酸濃度在5-50 μg范圍內(nèi)，用5-6%氨水調(diào)節(jié)pH至7.0附近。測定其在260 nm光的吸光度，計(jì)算核酸濃度：</p><p>　　A260：260 nm波長處吸光度；</p><p>　　L：比色皿的厚度，1

48、cm；</p><p><b>　　N：稀釋倍數(shù)；</b></p><p>　　0.024：每毫升溶液內(nèi)含l μg RNA的A值；</p><p>　　0.020：每毫升溶液內(nèi)含l μg DNA鈉鹽的A值。</p><p>　?。?）三種EPS的C、H、O元素分析</p><p>　?。?）三種E

49、PS的紅外光譜測定</p><p>　　紅外光譜測定操作步驟：將凍干的EPS固體樣品與KBr按照質(zhì)量比為1:150混合，將其壓縮成片，然后將樣品放入紅外光譜儀進(jìn)行測定。</p><p>　　2.4 活性污泥的制備及有機(jī)底物對(duì)其沉降性能的影響研究</p><p>　　2.4.1活性污泥I、II的培養(yǎng)</p><p>　　考慮到研究過程中活性污泥

50、樣品性質(zhì)與成分的相對(duì)穩(wěn)定，本文以實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的好氧活性污泥作為主要研究對(duì)象，以江西省撫州市污水處理廠活性污泥作為空白對(duì)照。接種污泥來自污水處理廠A/O池的好氧段，采用人工模擬生活污水于兩組有效容積為5L的SBR反應(yīng)器中進(jìn)行培養(yǎng)。運(yùn)行參數(shù)為：SBR反應(yīng)周期為12h，其中排水5 min，進(jìn)水5min，閑置20 min，曝氣10h，沉淀1.5h。采用調(diào)速器控制氣泵的氣體流量，將反應(yīng)過程中的DO控制在1.0-3.0 mg/L；以NaHCO3調(diào)節(jié)反

51、應(yīng)過程中pH在7.0-7.3；室溫培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)的氣溫為14-26 ℃；在每次循環(huán)開始時(shí)，經(jīng)沉淀的3 L上清液被排出，然后加入3L人工模擬污水，混合后CODcr約為500 mg/L。每個(gè)反應(yīng)器在曝氣結(jié)束前15min內(nèi)，每天排出330 mL的混合液一次，以保證SRT大約為15d；進(jìn)水時(shí)MLSS為1800-2200 mg/L。培養(yǎng)過程中持續(xù)監(jiān)測反應(yīng)器中的MLSS、SV、CODcr，當(dāng)這3個(gè)參數(shù)值穩(wěn)定一周以上后，即可取樣實(shí)驗(yàn)。以葡萄糖為有機(jī)底物

52、培養(yǎng)得到的活性污泥記為活性污泥I，以蛋白胨為有機(jī)底物培養(yǎng)得到的活性污泥記為活性污泥II，污水處理</p><p>　　兩組污泥分別采用葡萄糖和蛋白胨為有機(jī)底物，其它成分為氯化銨78 mg/L，磷酸氫二鉀 8 mg/L，磷酸氫鉀8 mg/L，硫酸鎂15 mg/L，氯化鈣15 mg/L，碳酸氫鈉1 mg/L。</p><p>　　圖2-1 SBR反應(yīng)器示意圖</p><p&

53、gt;　　2.4.2活性污泥MLSS、SV和SVI的測定</p><p>　　以活性污泥法處理污水的實(shí)際運(yùn)行中，影響污水處理效果的因素很多，例如：曝氣池混合液濃度（MLSS）、污泥沉降比（SV）、污泥負(fù)荷、污泥回流比、停留時(shí)間、溶解氧、揮發(fā)性混合液濃度、氣水比、水溫、pH等都是影響污水處理效果的重要因素，但是，在污水處理工藝的運(yùn)行管理中，大多以MLSS、SV、SVI等作為指導(dǎo)運(yùn)行的主要參數(shù)。SV、SVI和MLSS

54、是評(píng)價(jià)活性污泥凝聚、沉淀性能的重要指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)就從這三個(gè)方面，研究不同有機(jī)底物對(duì)活性污泥沉降性能的影響。</p><p>　　表2-3 活性污泥I、II、III的SV、SVI、MLSS值</p><p>　　從表2-3可以看出，3種活性污泥的SV都在15%-50%之間，SVI都在80-120 mL/g之間，MLSS都在2000-3000 mg/L之間，說明3種活性污泥的絮凝、沉降性能良好。

55、</p><p>　　活性污泥III是污水處理廠活性污泥，其MLSS較其它兩種污泥的MLSS高，這是因?yàn)槲鬯幚韽S的污水是天然生活污水，微生物所需的各種營養(yǎng)非常豐富，有利于各種污泥微生物的生長繁殖，而活性污泥I、II是用人工模擬廢水培養(yǎng)的，只有單一的碳源，只有利于一類污泥微生物的生長，所以造成活性污泥I、II的MLSS < 活性污泥III的MLSS?；钚晕勰郔、II同為實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)，兩種污泥的培養(yǎng)液中分別含有

56、不同的有機(jī)底物，它們的SV、SVI、MLSS值也有著較明顯的不同，活性污泥I的SV >活性污泥II的SV，說明前者的絮凝和沉降性能較后者差，這是因?yàn)榛钚晕勰郔中的碳源葡萄糖，是小分子物質(zhì)，而活性污泥II中的碳源蛋白胨，是大分子物質(zhì)，有研究表明：低分子糖類和有機(jī)酸有利于絲狀細(xì)菌生長，容易發(fā)生活性污泥絲狀膨脹[2]。所以在實(shí)際污水處理中，要注意污水中的有機(jī)碳源，如果其中的碳源絕大部分是小分子有機(jī)物，應(yīng)設(shè)法讓該污水與其它含有大分子有機(jī)碳

57、源的污水混合或人為投加適量的大分子有機(jī)物后，再進(jìn)行活性污泥污水處理。</p><p>　　2.4.3活性污泥掃描電鏡分析</p><p>　　(a)活性污泥I污泥形態(tài) (b)活性污泥II污泥形態(tài)</p><p>　　(c)活性污泥III污泥形態(tài)</p><p>　　圖2-2 活性污泥I、II、III的掃描電鏡圖&l

58、t;/p><p>　　由圖2-2(a)(b)(c)可以看出，3種活性污泥的形態(tài)都呈絮狀結(jié)構(gòu)，且疏松多孔，微生物彼此之間是相互聯(lián)系的?；钚晕勰嘀蠩PS將污泥絮體、微生物細(xì)胞粘結(jié)在一起，使得污泥具有良好的除污、絮凝和沉降等性能。從圖2-2(a)(b)(c)還可以看出，活性污泥I比活性污泥II和活性污泥III要疏松一些，這與前面的分析結(jié)果是一致的。</p><p>　　2.5活性污泥胞外聚合物的制備

59、</p><p>　　2.5.1 EPS熱提取方法條件優(yōu)選</p><p>　　EPS的提取采用物理提取法——熱提取法。活性污泥預(yù)處理：取適量污泥靜置30 min后棄去上清液，然后加去離子水再靜置30 min棄去上清液，如此對(duì)活性污泥清洗三次，最后以去離子水補(bǔ)足體積，污泥備用。</p><p>　　經(jīng)預(yù)處理的活性污泥置于一定溫度的恒溫水浴鍋中，恒溫水浴一段時(shí)間后，在

60、室溫條件下，以12000 r/min的轉(zhuǎn)速離心30 min。取出上清液，用孔徑為0.45 μm濾膜過濾，得到粗EPS溶液。再將EPS裝入透析袋（截留分子量為14000），置于盛有去離子水的燒杯中，借助磁力攪拌器進(jìn)行透析，間接1 h換水，透析24 h，以去除小分子物質(zhì)的影響。提取得到的EPS溶液放置于4 ℃條件下保存?zhèn)溆谩?lt;/p><p>　　為了得到提取效果較好的熱提取法，本文考察了不同水浴溫度下水浴時(shí)間對(duì)提取效

61、果的影響。研究了在水浴溫度為70 ℃、80 ℃、90 ℃、100 ℃時(shí)，分別水浴提取20 min、40 min、60 min、80 min得到的EPS中多糖、蛋白質(zhì)、核酸含量的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2-3、2-4、2-5所示。從活性污泥I、II、III中提取得到的EPS分別記為EPS I、EPS II和EPS III。</p><p>　　(a) (

62、b)</p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　圖2-3不同水浴溫度下水浴時(shí)間對(duì)EPS I中多糖、蛋白質(zhì)和核酸提取效果的影響</p><p>　　(a) (b)</p><p><b>　　(c)</b></p&

63、gt;<p>　　圖2-4不同水浴溫度下水浴時(shí)間對(duì)EPS II中多糖、蛋白質(zhì)和核酸提取效果的影響</p><p>　　(a) (b)</p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　圖2-5不同水浴溫度下水浴時(shí)間對(duì)EPS III中多糖、蛋白質(zhì)和核酸提取效果的影

64、響</p><p>　　由圖2-3、2-4和2-5可以看出，提取前20 min，多糖、蛋白質(zhì)、核酸含量快速增長，20-40 min三者的增長相對(duì)緩慢，40 min以后，多糖和核酸的含量達(dá)到一定水平，二者的增長速度更加緩慢，此時(shí)蛋白質(zhì)的含量出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)成分長時(shí)間置于較高溫條件下，導(dǎo)致部分蛋白質(zhì)變性，所以隨著水浴時(shí)間的延長，蛋白質(zhì)的含量不增加，反而出現(xiàn)了下降的現(xiàn)象。</p><p

65、>　　由圖2-3(a)可以看出，隨著水浴溫度的升高，多糖的含量一直處于上升狀態(tài)。70 ℃時(shí)，多糖的含量明顯低于其它三種水浴提取溫度的含量，溫度達(dá)到80 ℃時(shí)，多糖的含量已達(dá)到一定的水平，此后，隨著水浴溫度的升高，多糖的含量增加較緩慢。從圖2-3(b)中可以看出，70 ℃-80 ℃時(shí)，蛋白質(zhì)含量增加非常迅速，80 ℃以后，隨著水浴溫度的升高，蛋白質(zhì)的含量增加不明顯，甚至出現(xiàn)了下降趨勢(shì)，這是因?yàn)闇囟仁堑鞍踪|(zhì)變性的一個(gè)重要因素，水浴溫度

66、過高，導(dǎo)致一部分的蛋白質(zhì)變性，不但不能提高蛋白質(zhì)的含量，還會(huì)出現(xiàn)蛋白質(zhì)含量下降的情況。由圖2-3(c)可以看出，隨著水浴溫度的升高，核酸含量整體呈增大趨勢(shì)。70 ℃-80 ℃時(shí)，核酸的含量增加緩慢，80 ℃以后，隨著水浴溫度的升高，核酸含量迅速增加。這是因?yàn)闇囟葹?0 ℃-80 ℃時(shí)，條件較溫和，細(xì)胞破壞程度低，隨著溫度升高，甚至達(dá)到100 ℃時(shí)，高溫使得大量的細(xì)胞破裂，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)核酸物質(zhì)暴露于細(xì)胞外的溶液中，EPS中過高核酸含量，將影

67、響研究結(jié)果的可靠性。EPS II和EPS III提取過程中，不同水浴溫度下水浴時(shí)間對(duì)多糖、蛋白質(zhì)、核酸含量的影響與對(duì)EPS I的影響</p><p>　　從節(jié)能、高效、質(zhì)優(yōu)的角度出發(fā)，要得到高多糖和蛋白質(zhì)含量，低核酸含量的EPS，本文選擇80 ℃為最佳水浴溫度，35 min為最佳水浴時(shí)間。因?yàn)?0 ℃時(shí)，EPS中多糖和蛋白質(zhì)的含量都達(dá)到了較高含量，同時(shí)核酸含量也維持在較低水平上。</p><p

68、>　　2.5.2 活性污泥胞外聚合物的提取</p><p>　　采用上文介紹的熱處理法，在80 ℃水浴溫度和35 min水浴條件下提取得到一定量的EPS I、EPS II、EPS III溶液，將EPS溶液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中，在40 ℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)到溶液體積約為100 mL，再將EPS濃縮液裝入透析袋（截留分子量為14000），置于盛有去離子水的燒杯中，借助磁力攪拌器進(jìn)行透析，間接1 h換水，透析24 h，以

69、去除小分子物質(zhì)的影響。將經(jīng)透析后的溶液置于真空冷凍干燥箱中干燥便得到EPS固體樣，將樣品置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?lt;/p><p>　　2.6 EPS I、EPS II、EPS III分析</p><p>　　2.6.1有機(jī)底物對(duì)EPS多糖、蛋白質(zhì)、EPS量的影響</p><p>　　為了研究有機(jī)底物對(duì)活性污泥EPS的影響，本文還測定了在一個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，EPS中的多糖

70、、蛋白質(zhì)及其總量的變化的情況，結(jié)果如圖2-6所示：</p><p>　　(a) (b)</p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　圖2-6 一個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)EPS中多糖、蛋白質(zhì)及EPS總量的變化</p><p>　　在一個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，不同有機(jī)

71、底物培養(yǎng)得到的EPS中多糖含量的變化情況如圖2-6 (a)所示。從圖中可以看出，以葡萄糖為有機(jī)底物培養(yǎng)得到的EPS I中，其多糖的生成速度最快且含量也最高。這可從葡萄糖在微生物體內(nèi)的代謝途徑（圖2-7(a)）對(duì)其解釋，當(dāng)以葡萄糖為微生物培養(yǎng)有機(jī)底物時(shí)，微生物可以直接吸收培養(yǎng)液中的葡萄糖，在酶的作用下快速合成各種糖類；因?yàn)槲⑸镒顬橹匾暮铣啥嗵堑耐緩绞怯善咸烟寝D(zhuǎn)化。培養(yǎng)底物中大部分葡萄糖都用于合成多糖，所以這種轉(zhuǎn)化非常便利，導(dǎo)致了以葡萄

72、糖為有機(jī)底物培養(yǎng)時(shí)，在較短的培養(yǎng)時(shí)間里，就能達(dá)到多糖形成的最大值。而以蛋白胨為有機(jī)底物培養(yǎng)得到的EPS II中，其多糖生成速度較慢，其含量達(dá)到峰值的時(shí)間比EPS I中多糖達(dá)到峰值的時(shí)間晚1-2 h，這是因?yàn)榈鞍纂耸谴蠓肿佑袡C(jī)物，如圖2-7(b)，以蛋白胨為微生物的碳源時(shí)，微生物不能直接吸收，必須在肽鏈內(nèi)切酶和外肽酶的作用下，被分解為小分子的氨基酸后，才可以被吸收，其中一部分氨基酸可以合成蛋白質(zhì)，另一部分氨基酸則通過脫氨作用，轉(zhuǎn)化為合成糖

73、類的底物α-酮酸，這就是EPS II中含有多糖的原因之一，而且EPS II中多糖的生成速度緩慢</p><p>　　污水處理廠的活性污泥是以生活污水作為培養(yǎng)溶液，其中含有多種有機(jī)底物，既有大分子有機(jī)底物，也有小分子有機(jī)底物，所以其培養(yǎng)得到的EPS III中多糖含量介于EPS I和EPS II之間，且較接近EPS II中多糖的含量，這說明該污水處理廠的污水中含有的有機(jī)物很可能主要是大分子有機(jī)物。</p>

74、<p>　　從圖2-6 (b)可以看出，以蛋白胨為有機(jī)底物時(shí)，得到的EPS II中蛋白質(zhì)的量明顯比其它兩種要多。根據(jù)微生物生理、生化反應(yīng)，蛋白質(zhì)的一種主要合成方法是通過轉(zhuǎn)氨基作用來完成的。通過消耗一些含量較多的氨基酸，以合成某些氨基酸。底物中能否提供大量的氨基酸，是EPS中蛋白質(zhì)含量多少的決定因素。對(duì)于其它有機(jī)底物，可以通過糖類物質(zhì)的中間代謝產(chǎn)物和溶液中的銨來合成氨基酸。這也就在一定程度上決定了EPS I和EPS III中

75、蛋白質(zhì)含量不會(huì)很大。</p><p>　　同樣，以蛋白胨為有機(jī)底物時(shí)，EPS II中蛋白質(zhì)的峰值出現(xiàn)時(shí)間明顯比其它兩種EPS中蛋白質(zhì)的峰值出現(xiàn)時(shí)間要晚，這也是因?yàn)榈鞍纂耸谴蠓肿佑袡C(jī)物造成的。</p><p>　　從圖2-6 (c)中可以看出，三種EPS總量相差不大，且三者的基本變化趨勢(shì)相似，說明不同有機(jī)底物培養(yǎng)得到的活性污泥，其中的細(xì)菌種類不同，所以產(chǎn)生的EPS的組成成分如：多糖、蛋白質(zhì)、

76、腐殖酸等，其含量會(huì)各有不同，但是EPS總量不會(huì)有明顯差異。</p><p>　　圖2-7 葡萄糖和蛋白胨在微生物體內(nèi)的代謝途徑</p><p>　　2.6.2 EPS I、EPS II、EPS III成分分析</p><p>　　表2-4 列出了EPS I、EPS II、EPS III中主要成分含量。</p><p>　　表2-4 三種EPS

77、主要成分含量</p><p>　　從表2-4 可以看出，3種EPS中多糖的含量幾乎占了EPS總量的50%，確實(shí)是EPS的最主要的組成成分，這與很多研究結(jié)果一致[3, 4]。但是蛋白質(zhì)的含量較低，尤其是EPS I中蛋白質(zhì)的含量僅占EPS總量的約2.2%，蛋白質(zhì)含量最高的是EPS II，占EPS總量的8.6%，這與目前的一些研究結(jié)果有一些差異[5-8]。這是因?yàn)镋PS的成分本來就非常復(fù)雜，而且還受EPS來源和EPS提

78、取方法等影響。來源不同，提取方法不同，得到的EPS就不一樣，這是制約EPS研究的一個(gè)重要因素。</p><p>　　為了進(jìn)一步了解EPS中多糖和蛋白質(zhì)的相互關(guān)系，用多糖/蛋白質(zhì)的比值（多糖/蛋白質(zhì)）進(jìn)行評(píng)價(jià)。EPS I中多糖/蛋白質(zhì)值約為21.3；EPS II中多糖/蛋白質(zhì)值約為4.8；EPS III中多糖/蛋白質(zhì)值約為6.4。以不同有機(jī)底物培養(yǎng)得到的EPS中的各種成分含量不同，造成了多糖/蛋白質(zhì)值差異明顯。但三

79、種EPS的總量差別卻不大，這表明EPS各成分之間（多糖和蛋白質(zhì)）存在著一個(gè)相互競爭的關(guān)系，表現(xiàn)在多糖/蛋白質(zhì)值隨著有機(jī)底物性質(zhì)的不同而有很大的區(qū)別。競爭的結(jié)果，受制于培養(yǎng)的底物和系統(tǒng)中環(huán)境微生物對(duì)底物的利用能力，這也很可能是造成各研究者多糖/蛋白質(zhì)值相差較大的[9-12]原因之一。</p><p>　　從某種程度上說，不同多糖/蛋白質(zhì)值還可以粗略的反映培養(yǎng)污泥的有機(jī)底物類型。EPS III中多糖/蛋白質(zhì)值介于EP

80、S I之間EPS II，說明污水處理廠的污水中可能含有含氮類有機(jī)物，該有機(jī)物可以作為污泥微生物的碳源。</p><p>　　2.6.3 EPS I、EPS II、EPS III元素分析</p><p>　　為了進(jìn)一步研究不同有機(jī)底物對(duì)EPS的影響，本文還還考察了EPS I、EPS II、EPS III中C、N、H含量，結(jié)果如下：</p><p>　　圖2-8 三種E

81、PS中C、N、H元素含量</p><p>　　從圖2-8中可以看出，在3種EPS中，C元素的含量明顯大于N、H元素的含量，且EPS II中C、N含量最高，EPS I中C、N含量最低，EPS III中C、N含量介于兩者之間，EPS I、EPS II、EPS III中C/N值分別為8.5、5.5、6.1，它們與EPS中多糖/蛋白質(zhì)值的趨勢(shì)相似，說明不同有機(jī)底物會(huì)影響EPS中C、N元素量的變化。從圖2-8中還發(fā)現(xiàn)，3種

82、EPS中H的含量非常相近，這說明不同的有機(jī)底物對(duì)EPS中H的含量沒有明顯影響。</p><p>　　2.6.4 EPS I、EPS II、EPS III的紅外光譜測定</p><p>　　為了更好地分析不同有機(jī)底物對(duì)EPS的影響，本實(shí)驗(yàn)利用紅外光譜法分析EPS中所含的主要官能團(tuán)。圖2-9給出了3種EPS樣品的紅外光譜圖，表2-5 概述了從圖2-9中可以觀察到的主要官能團(tuán)。</p>

83、;<p>　　(a) (b)</p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　圖2-9 EPS的紅外光譜圖 </p><p>　　表2-5 EPS主要官能團(tuán)</p><p>　　由表2-5分析可得，3種EPS的紅外光譜顯示了它們都

84、含有多種官能團(tuán)。其中幾個(gè)比較強(qiáng)的特征波主要是多糖和蛋白質(zhì)所含有的官能團(tuán)產(chǎn)生的；強(qiáng)度較弱頻段指示其它基團(tuán)的存在，如羧基、糖醛酸（糖類的顯著頻段）、腐殖酸（CH2和酚）；在波數(shù)3400附近都有一個(gè)寬大的峰，這可能是EPS中糖的-OH，也可能是其它物質(zhì)的基團(tuán)。EPS成分復(fù)雜，其中含有多種有機(jī)物，如主要成分多糖和蛋白質(zhì)，少量成分腐殖酸、核酸等[13]。正是由于EPS組成的復(fù)雜性，很難確定3400附近的寬大峰表示的具體是哪種物質(zhì)。指紋區(qū)的一些頻段

85、可能表明核酸組成基團(tuán)之一磷酸鹽的存在。</p><p>　　對(duì)比圖2-9中的三張譜圖，發(fā)現(xiàn)它們的峰型非常相像，在相同的位置都有峰出現(xiàn)，只是有些峰的大小不同。這說明3種EPS中含有相同的官能團(tuán)類型，峰的大小反應(yīng)了官能團(tuán)的量，峰的大小不同，說明每種官能團(tuán)的含量不同。說明有機(jī)底物對(duì)EPS中官能團(tuán)的類型沒有影響，但會(huì)影響每種官能團(tuán)的含量。</p><p><b>　　結(jié)論</b&g

86、t;</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)研究了3種活性污泥，活性污泥I和II由實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)得到，活性污泥III是污水處理廠污泥，考察了3種污泥絮凝、沉降性能、污泥形態(tài)、EPS熱提取法的最佳水浴溫度和水浴時(shí)間、EPS成分、EPS所含官能團(tuán)等，結(jié)果如下：</p><p>　?。?）在實(shí)驗(yàn)室條件下，以活性污泥III為菌種，以分別含有葡萄糖和蛋白胨不同碳源的人工模擬廢水，用SBR法培養(yǎng)得到活性污泥I和II。

87、</p><p>　　（2）3種活性污泥的絮凝沉降性能都良好，其中活性污泥III的沉降性能最好，活性污泥I的沉降性能最差。</p><p>　?。?）活性污泥的掃描電鏡圖顯示，3種污泥中的微生物依靠細(xì)胞外的EPS彼此緊密粘結(jié)，污泥呈絮狀，且疏松多孔。</p><p>　　（4）EPS熱提取法的最佳水浴溫度為80 ℃，最佳水浴時(shí)間為35 min，該條件下提取的EPS中

88、多糖和蛋白質(zhì)的含量高，且核酸的含量較低。</p><p>　?。?）在一個(gè)培養(yǎng)周期內(nèi)，3種EPS中多糖、蛋白質(zhì)、EPS總量生成速度為：EPS I > EPS III > EPS II。</p><p>　?。?）3種EPS中，多糖的含量幾乎占了EPS總量的50%，蛋白質(zhì)的含量都很低。多糖含量順序?yàn)椋篍PS I > EPS III > EPS II ，蛋白質(zhì)含量順序?yàn)?/p>

89、：EPS II > EPS III > EPS I，3種EPS的總量差別不大，其中多糖/蛋白質(zhì)比值依次為21.3、4.8、6.4。</p><p>　?。?）EPS II中C和N元素的量均比其它兩種EPS中含量高，EPS I中C和N元素的量最低，EPS III中C和N元素的量介于EPS I和EPS II之間，且C/N比值依次為8.5、5.5、6.1，3種EPS中H的含量都很接近。</p>

90、<p>　?。?）3種EPS的紅外譜圖非常相似，只是有些特征波的大小不同。其中都含有羧基、羥基、蛋白質(zhì)肽鍵等多種官能團(tuán)，蛋白質(zhì)和多糖所含的官能團(tuán)產(chǎn)生的特征波比較強(qiáng)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] T.A Davis, B Volesky, R.H.S.F Vieira. Sargassum seaweed as

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