[发明专利]利用固定化群体感应的厌氧-好氧动态膜污染调控方法

说明书

利用固定化群体感应的厌氧‑好氧动态膜污染调控方法，制备群体感应细菌固定化小球；投入污水处理系统，经过活化驯化后，即完成群体感应淬灭细菌的富集；原水经调节池进入动态膜厌氧‑好氧循环一体化反应体系的厌氧池和好氧池，厌氧池内置搅拌装置，厌氧池底部排泥；好氧池装有穿孔曝气管，由外部的空气压缩机鼓风曝气，以转子流量计控制曝气量，在线监控膜组件的跨膜压差及膜通量，当自生动态膜形成后；厌氧池和好氧池中放置由工业滤布制成的动态膜组件，将厌氧池中的污水抽至好氧池中，将好氧池中的污水抽回至厌氧池，以形成连续循环的处理，完成对污水的处理过程；通过动态膜进行循环处理而完成厌氧和好氧微生物的降解，出水达标后排放。

技术领域

本发明涉及膜-生物反应器，尤其是涉及利用固定化群体感应的厌氧-好氧动态膜污染调控方法。

背景技术

膜-生物反应器(MBR)是将膜分离技术与废水生物处理技术组合而成的新系统，兼具了活性污泥法的高效降解能力和膜组件的高效分离特点，近年来已引起广泛的关注，并逐步应用于城市生活污水和工业废水的处理。但是膜价格昂贵和膜污染问题成为MBR更广泛应用的主要瓶颈，动态膜的出现很好地解决了这两大难题。动态膜反应器的关键是使用大孔径网膜代替MBR中的微滤膜，利用运行过程中在网膜表面形成的污泥层起到截留作用。由于多孔底膜和预涂剂的选材广泛和价廉易得，大幅降低了膜组件的造价；另外由于多孔底膜即膜基质的通量本身就很大，在膜污染严重的情况下还可以将膜基质表面的动态膜去除以后再重新预涂或自生，使膜污染得到一定程度的控制。然而，动态膜反应器运行过程中膜污染，依然制约了其推广应用。公开号为CN1872733、CN102249414A和CN103496784A的中国专利分别采用改进反应器膜组件设置、投加颗粒活性炭及使用颗粒污泥替代絮状污泥等方法，缓解动态膜反应器的膜污染问题。然而，这些改进措施并不能从根本上控制膜污染，因此，需要从膜污染的本质机理寻找有效的控制方法。

膜污染是在膜过滤过程中，溶液中的胶体和悬浮颗粒在过滤压力的作用下被截留或吸附在膜表面，造成了膜通量下降的现象。MBR中膜的污染主要分为无机型、有机型及生物型三大类，其中生物污染是一个动态的、复杂的且相对缓慢的过程，是膜通量下降的主要原因。膜生物污染的本质是活性污泥中一些被截留的微生物及其分泌物通过与膜材料之间的相互作用，进而在其表面形成的生物膜的过程。研究表明，群体感应(Quorum sensing，QS)在MBR体系的膜生物污染的形成中有重要的调控作用。群体感应是一种细菌之间信息交流的机制，具有群体感应系统的细菌能够通过产生和释放信号分子，来感知群体密度的变化，从而实现对基因表达的调控。若能通过干扰微生物的群体感应系统从而调控其群体行为，例如抑制细胞粘附或减少胞外聚合物分泌等，进而影响细菌生物膜的形成，便可在分子水平上达到预防或者控制膜生物污染的最终目的。群体感应淬灭(Quorum quenching，QQ)便可以通过抑制信号分子产生、灭活信号分子或干扰受体蛋白达到膜污染层中细菌与膜的相互作用，从而有效控制膜生物污染。研究表明，群体感应淬灭菌能够通过产生AHL内酯酶、AHL酰基转移酶和AHL-氧化酶中的一种或几种，抑制群体感应信号分子的传递，从而达到群体感应淬灭的效果。所以，在膜反应器体系中，通过固定化生物技术强化体系内群体感应淬灭菌的功能，实现以群体感应淬灭为基础的膜污染控制，该技术具有高效、持久及低能耗等优势，对膜处理工艺实际工程应用具有广阔的前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有MBR水处理中所存在的膜组件造价高和运行中膜污染问题，提供可实现相对高效、持久的膜污染控制的利用固定化群体感应的厌氧-好氧动态膜污染调控方法。

本发明所述利用固定化群体感应的厌氧-好氧动态膜污染调控方法，包括以下步骤：

1)制备群体感应细菌固定化小球；