[发明专利]一种好氧颗粒污泥培养方法

说明书

本发明公开了一种基于生物强化技术的高效率、高强度好氧颗粒污泥培养方法，是从成熟的好氧颗粒污泥中分离、鉴定并筛选出具有较高群体感应信号分子产生能力的菌株，进行富集培养，将处于对数生长期的菌液等体积混合，制备成生物强化所用信号分子产生菌混合菌液；在好氧颗粒污泥培养初期，定期、定量投加混合菌液，以增加体系内信号分子的浓度；待好氧颗粒污泥实现完全颗粒化后，停止投加混合菌液。运用此方法培养的好氧颗粒污泥形成周期短、粒径大、强度高、不易散结，可高效而稳定地去除污水中的污染物。本发明运用群体感应机制与生物强化技术，是一种简单、高效、经济、可持续的好氧颗粒污泥培养方法，可提高好氧颗粒污泥工艺的实际应用性。

技术领域

本发明涉及废水生物处理技术领域，更具体的说是涉及一种基于生物强化技术的高效率、高强度好氧颗粒污泥培养方法。

背景技术

好氧颗粒污泥是通过微生物自凝聚而形成的一种特殊的生物膜。与传统的活性污泥法相比，好氧颗粒污泥具有结构致密，沉降性能好，生物量高，可实现同步脱氮除磷，抗冲击负荷能力强以及占地面积小等优点。然而，好氧颗粒污泥普遍存在形成周期长(20-50d)，颗粒稳定性能差，易发生颗粒解体现象等缺点，因此促使其快速形成以及保持系统稳定运行是该领域的研究重点。

微生物群体感应是一种广泛存在于细胞间信息交流的方式。它是指细菌之间能够通过检测环境中信号分子的浓度来感知周围菌群的密度，当菌群密度达到一定的阈值后，就会启动一种或多种基因的表达，进而调控一系列群体行为，包括细胞定向生长、胞外代谢产物合成、生物发光、抗生素分泌和生物膜形成等。目前已知的信号分子分为以下三类：作用于革兰氏阴性菌之间的N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)，作用于革兰氏阳性菌之间的寡肽类物质，和作用于革兰氏阴性菌、阳性菌之间的第二类信号分子(AI-2)。

好氧颗粒污泥系统内的功能菌多数为革兰氏阴性细菌，因此信号分子AHLs是细胞之间相互交流的主要通讯语言。在好氧颗粒污泥培养初期，如果运用群体感应理论来调控系统内信号分子AHLs的浓度，会促进微生物的聚集、加快胞外聚合物的分泌以及好氧颗粒污泥的形成，但如果直接投加信号分子，因其易被降解而不能实现长期正效应，另外，高昂的费用也限制了该方法的广泛应用。

因此，本发明采用生物强化技术，将群体感应信号分子AHLs产生菌直接引入好氧颗粒污泥系统，加强系统内特定菌群的密度和信息交流，可有效缩短好氧颗粒污泥的形成周期，并且更加经济、稳态、可持续。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于生物强化技术的高效率、高强度好氧颗粒污泥培养方法，使用该方法可在短时间内(15-20d)实现完全颗粒化，且形成的颗粒污泥结构致密，强度高，有利于工艺运行的稳定性维持。本方法操作简单，成本低廉，易于实现。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种基于生物强化技术的高效率、高强度好氧颗粒污泥培养方法，具体操作步骤如下：

(1)选取成熟的好氧颗粒污泥进行超声破碎，采用稀释平板涂布法将细菌进行分离；

(2)将步骤(1)中培养所得的形态差异明显的单个菌落依次编号，挑取单个菌落划线培养，重复执行上述步骤3次；

(3)将步骤(2)中纯化后的菌株转移至含有生物报告菌的培养基上，筛选出信号分子产生菌，复筛2次后经16s RNA测序比对，以鉴定细菌种属；

(4)从鉴定后的菌株中选取7株细菌进行富集培养，将处于对数生长期的菌液等体积混合，测定信号分子产生的类型，并将信号分子产生菌混合菌液用于生物强化；

(5)在SBR反应器培养好氧颗粒污泥的初期，向反应器中定期、定量投加信号分子产生菌的混合菌液，即生物强化过程；

(6)待好氧颗粒污泥完全颗粒化后，停止投加信号分子产生菌混合菌液；