用于从厌氧-缺氧-好氧耦合废水处理系统中二次沉淀池的活性污泥中提取细胞外聚合物物质的物理化学提取方法

《Environmental Technology》：Physicochemical extraction methods for extracellular polymeric substances from activated sludge in secondary sedimentation tank of anaerobic-anoxic-oxic coupled wastewater treatment systems

　　EPS在A2O工艺活性污泥中的提取方法及优化研究，比较25种方法发现NaOH/热处理最优，显著提升蛋白质（PN）和多糖（PS）含量，降低细胞裂解，形态与PN/PS比率正相关，光谱验证成分，优化45分钟加热。

　　

摘要

细胞外聚合物物质（EPS）在形成微生物聚集体（如生物膜、絮体及颗粒）过程中起着至关重要的作用。然而，针对不同废水处理工艺中活性污泥中EPS的标准化提取方法至今仍未能得到有效解决。本研究选取了广泛应用于废水处理的厌氧-缺氧-好氧（A²O）工艺，对其活性污泥中的EPS提取方法进行了探讨。实验对比了25种物理化学提取方法，这些方法用于从A²O反应器二次沉淀池收集的活性污泥中提取EPS，并评估了EPS的产量、组成及细胞裂解情况。结果表明，化学-物理联用提取方法（尤其是NaOH/热处理）在提高提取率的同时，较好地保留了EPS的原有特性。与其他技术相比，该方法能够获得更高浓度的蛋白质（PN）和多糖（PS），且细胞裂解程度更低。在大多数方法中，蛋白质含量均高于多糖含量，PN/PS比值范围为0.005至4.17?g/g。较高的PN/PS比值使得EPS的形态更加均匀、光滑。不同处理方法对污泥粒径分布的影响较小。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和激发发射矩阵荧光光谱（EEM）分析证实EPS中含有蛋白质、多糖和DNA，其中NaOH/热处理对功能基团的保留效果最佳。优化实验确定45分钟为最佳加热时间，可实现EPS的最大提取量。总体而言，本研究系统地评估了A²O系统中活性污泥的EPS提取方法，为未来的废水处理研究提供了方法论上的参考。