[发明专利]生物膜反应器的生物膜胞外聚合物的提取和分级分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物膜胞外聚合物的提取和分析领域，尤其涉及一种生物膜反应器的生物膜胞外聚合物的提取和分级分析方法。

背景技术

胞外聚合物（EPS）是微生物在一定环境条件下，在其代谢过程中产生的包围在细胞壁外，用于自我保护和相互粘附，并在饥饿环境下为微生物本身提供碳源和能量的一类有机高分子聚合物。在废水生物处理过程中EPS不仅包括由细胞分泌的粘液和荚膜，还包括微生物的排泄物、代谢和水解产物，以及吸附的废水中的一些无机物和有机物等多种物质。在生物膜反应器处理废水和修复污染水体过程中,EPS被认为在水处理过程中起到非常重要的作用，例如物质传输、吸附能力和微生物聚集体形成等，其组成的变化是评价处理效率的重要指标之一。

目前，从生物膜中提取EPS的方法可分为物理法、化学法和物理化学结合法。一般情况下物理方法比较温和，由于不引入药品，所以EPS的生物活性成分变性小。

生物膜胞外聚合物分子结构中同时含有疏水基团和亲水基团，这就决定了胞外聚合物是一个两性物质，同时具有亲水性和疏水性。传统的EPS测试项目如蛋白质、多糖等只能从总体上了解EPS的基本情况，不能掌握EPS的内在特性，对于水处理技术工艺的指导带有较大的模糊性和不确定性。目前，无法对生物膜反应器的生物膜胞外聚合物的组分进行有效的分离,并且生物膜胞外聚合物在生物膜水处理技术中的作用了解的甚少，从而影响了水处理技术人员对其作用和性质进行深入的研究和调控。分级组分可以对EPS的酸碱性、亲水疏水性等了解的更多，有利于掌握净水过程和机理。生物膜胞外聚合物提取和分级分析对于优化控制生物膜反应器的运行，提高处理的效果，具有重要的理论和实际应用价值。因此，需要提供一种有效的、更加细化的生物膜胞外聚合物的提取和分级分析方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种生物膜反应器的生物膜胞外聚合物的提取和分级分析方法。该方法用于解决通常生物膜剥落破坏原有的生物膜结构特征，解决常规生物膜剥落后影响生物膜胞外聚合物粘液（S）、松散型胞外聚合物（LB）和紧密型胞外聚合物（TB）提取的缺点，也可以解决生物膜胞外聚合物亲水性、疏水性、酸碱性物质同步分离难和特征分析不系统的问题。

为了解决现有技术的缺陷，本发明采用以下技术方案：

一种生物膜反应器的生物膜胞外聚合物的提取和分级分析方法，包括如下步骤：

生物膜胞外聚合物粘液（S）、松散型胞外聚合物（LB）和紧密型胞外聚合物（TB）的提取步骤；

采用XAD-8吸附树脂、MSC阳离子交换树脂和Duolite A-7阴离子交换树脂分别将生物膜胞外聚合物粘液、松散型胞外聚合物和紧密型胞外聚合物进行色谱分级，以分级出疏水性酸(HOA)、疏水性碱(HOB)、疏水中性(HON)、亲水酸(HIA)、亲水碱(HIB)和亲水中性(HIN)物质的分级步骤；

生物膜胞外聚合物粘液、松散型胞外聚合物和紧密型胞外聚合物的各分级组分的系统分析步骤。