一种基于微生物群体感应猝灭的mbr膜污染控制方法
技术领域
1.本发明涉及mbr膜的污染控制领域，特别涉及一种基于微生物群体感应猝灭的mbr膜污染控制方法。
背景技术：
2.膜生物反应器的工艺从成熟到推广应用已经历痕迹，但膜污染问题却一直难以解决，并阻碍着该技术的发展，在微生物研究领域，微生物群体感应的概念几乎与膜生物反应器工艺于同一时间被提出，并同时经历了快速的发展，微生物群体感应即细菌通过分泌信号分子，并检测其浓度来感知菌群密度，进而触发一系列群体行为，此前，群体感应的研究主要集中在微生物领域，近年来一些关于水处理工艺中群体感应的报道也相继出现，并有研究通过抑制mbr中的微生物群体感应取得了良好的膜污染控制效果，这为膜污染控制提供了一条新思路，但关于膜生物反应器中的群体感应及其猝灭的研究尚处于探索阶段，膜生物反应器的运行参数，如污泥停留时间，对反应器中群体感应的影响尚未被深入探讨，已报道的群体感应猝灭措施过于复杂且其稳定性也有待加强，此外基于群体感应猝灭的膜污染控制措施对mbr除污染效能的影响也尚未被仔细考察过。
技术实现要素：
3.本发明的主要目的在于提供一种基于微生物群体感应猝灭的mbr膜污染控制方法，可以有效解决背景技术中的问题。
4.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
5.一种基于微生物群体感应猝灭的mbr膜污染控制方法，包括以下操作步骤：
6.s1：准备材料：中空纤维膜、生活污水、活性污泥、m9培养基、tris缓冲盐溶液、磷酸缓冲盐溶液；
7.s2：使用mbr反应器进行反应：在进行使用时，需保证温度约为20-26℃，每天将经过1mm筛网过滤后的生活污水加入到高位水箱中，高位水箱中的原水进入各恒水位水箱中再分配到反应器中，再由蠕动泵抽吸出水，将压力变送器连接在膜组件与抽吸蠕动泵之间，精确测量、采集各mbr中的跨膜压差数据，由单片机收集、处理压力变送器信号并传送至电脑记录数据，数据采集频率为1分钟/次，mbr中膜组件完全污染后，跨膜压差》70kpa时，将其取出，先用自来水将膜表面的污染物冲洗下来，再用含有0.01moll的naoh及200ppm的次氯酸钠的化学清洗液浸泡1-2h，经化学清洗后可重复使用；
8.s3：将活性污泥以1％v/v接种至20ml以gcl为单以一碳源的m9培养基中，在30℃下150rpm摇床中培养5-7天后，待菌液变浑浊，将其转接至新的以gcl为单一碳源的m9培养基中，培养基为20ml，继续培养，经过三次转接培养之后，富集完成，将所得细菌保存于4℃冰箱中；
9.s4：将gcl富集菌或活性污泥用50mmol/l ph＝7.0的tris缓冲盐溶液清洗，离心机清洗的机的规格为7000rpm，10min，4℃离心，弃去上清液，再加入tris缓冲盐清洗两次，再
用tris缓冲盐将菌液的浓度调至600nm处吸光度为1.0，用tris缓冲盐将1g/l的ahl储备液稀释至400nmol/l，向1.5ml离心管中加入100ul以上菌液及等体积的400nmol/l的ahl溶液，重复配制几份以供后续降解实验中连续取样，将100ul纯水加入等体积的400nmol/l的ahl中以作为空白对照，将活性污泥煮沸10min后，调节od600＝1.0，将混合液在30℃、120rpm的摇床中培养，定时取出一份混合液置于99℃水浴中10min，以灭活细菌，用0.45um的滤膜将细菌滤去后将样品保存于4℃中，此时即可完成对mbr膜的污染控制。
10.优选的，所述实验中采用的中空纤维膜其材质为聚偏四氟乙烯，孔径为0.01um，膜丝外径为1.85mm，单根膜丝长度为60cm，所述生活污水取水后两天之内应用完，使用前，先用1mm的筛子将污水中的颗粒物过滤掉，再向水中加入255mg/l的nahco3，以调节碱度。
11.优选的，所述m9培养基配置时先配制5
×
m9盐，将92.39g的na2hpo
4-12h2o、15g的kh2po4、2.5g的nac1及5.0g的nh4cl，溶解于800ml的蒸馏水中，充分溶解后定容至1000ml，用预先配制好的naoh溶液将其ph调节至7.4，121℃20min灭菌后，于常温下保存，取约700ml的灭菌水，加入200ml配制好并灭菌的5
×
m9盐，加入2ml已灭菌的1moll的mgso4溶液，加入2mlgcl，加入100ul已灭菌的1mol/lcacl2，若加入cacl2时溶液仍是热的会出现沉淀，这时剧烈摇晃直至沉淀溶解即可，用已灭菌的蒸馏水定容至1000ml，常温下保存，以待使用。
12.优选的，所述tris缓冲盐溶液配置时将6.05g三羟甲基氨基甲烷及8.76gnacl溶于800ml去离子水中，用1moll的hc1溶液将其ph调至7.0，定溶于1l，121℃20min灭菌后，常温下保存，以备使用。
13.优选的，所述磷酸缓冲盐溶液配置时首先配置10x的磷酸缓冲盐溶液储备液，将80g的nac1、2g的kcl、35.8g的na2hpo
4-12h2o、2.4g的kh2po4溶于800ml水中，充分溶解后定容于1000ml，调节ph至7.4，常温下保存。
14.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
15.本发明中，通过加入的nahco3，能调节生活污水中的碱度，因为生活污水中氨氮浓度较高，避免在mbr中的消化作用会过度消耗碱度，使得反应器中的ph降低，再经过反应后，使得其膜表面生物膜中粘附的细胞及分分泌的多糖类物质减少，证明着随着污泥停留时间的增长，mbr中的生物污染更轻，再遇到污泥中群体感应菌分泌出的长链信号分子更容易被群体感应粗灭菌降解，则反应器中长链的浓度会更高，直至被完全降解，此方法下污泥对信号分子的降解性能更好且反应器中信号分子的浓度也相应更低。
具体实施方式
16.下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.本发明涉及一种基于微生物群体感应猝灭的mbr膜污染控制方法，包括以下步骤：
18.s1：准备材料：中央纤维膜、生活污水、活性污泥、m9培养基、tris缓冲盐溶液、磷酸缓冲盐溶液，实验中采用的中空纤维膜其材质为聚偏四氟乙烯，孔径为0.01um，膜丝外径为1.85mm，单根膜丝长度为60cm，生活污水取水后两天之内应用完，使用前，先用1mm的筛子将污水中的颗粒物过滤掉，再向水中加入255mg/l的nahco3，以调节碱度，m9培养基配置时先
配制5
×
m9盐，将92.39g的na2hpo
4-12h2o、15g的kh2po4、2.5g的nac1及5.0g的nh4cl，溶解于800ml的蒸馏水中，充分溶解后定容至1000ml，用预先配制好的naoh溶液将其ph调节至7.4，121℃20min灭菌后，于常温下保存，取约700ml的灭菌水，加入200ml配制好并灭菌的5xm9盐，加入2ml已灭菌的1moll的mgso4溶液，加入2mlgcl，加入100ul已灭菌的1mol/lcacl2，若加入cacl2时溶液仍是热的会出现沉淀，这时剧烈摇晃直至沉淀溶解即可，用已灭菌的蒸馏水定容至1000ml，常温下保存，以待使用，tris缓冲盐溶液配置时将6.05g三羟甲基氨基甲烷及8.76gnacl溶于800ml去离子水中，用1moll的hc1溶液将其ph调至7.0，定溶于1l，121℃20min灭菌后，常温下保存，以备使用，磷酸缓冲盐溶液配置时首先配置10x的磷酸缓冲盐溶液储备液，将80g的nac1、2g的kci、35.8g的na2hpo
4-12h2o、2.4g的kh2po4溶于800ml水中，充分溶解后定容于1000ml，调节ph至7.4，常温下保存。
19.s2：使用mbr反应器进行反应：在进行使用时，需保证温度约为20-26度，每天将经过1mm筛网过滤后的生活污水加入到高位水箱中，高位水箱中的原水进入各恒水位水箱中再分配到反应器中，再由蠕动泵抽吸出水，将压力变送器连接在膜组件与抽吸蠕动泵之间，精确测量、采集各mbr中的跨膜压差数据，由单片机收集、处理压力变送器信号并传送至电脑记录数据，数据采集频率为1分钟/次，mbr中膜组件完全污染后，跨膜压差》70kpa时，将其取出，先用自来水将膜表面的污染物冲洗下来，再用含有0.01moll的naoh及200ppm的次氯酸钠的化学清洗液浸泡1-2h，经化学清洗后可重复使用。
20.s3：将活性污泥以1％v/v接种至20ml以gcl为单以一碳源的m9培养基中，在30℃下150rpm摇床中培养5-7天后，待菌液变浑浊，将其转接至新的以gcl为单一碳源的m9培养基中，培养基为20ml，继续培养，经过三次转接培养之后，富集完成，将所得细菌保存于4℃冰箱中。
21.s4：将gcl富集菌或活性污泥用50mmol/lph＝7.0的tris缓冲盐溶液清洗，离心机清洗的机的规格为7000rpm，10min，4℃离心，弃去上清液，再加入tris缓冲盐清洗两次，再用tris缓冲盐将菌液的浓度调至600nm处吸光度为1.0，用tris缓冲盐将1g/l的ahl储备液稀释至400nmoll，向1.5ml离心管中加入100ul以上菌液及等体积的400nmol/l的ahl溶液，重复配制几份以供后续降解实验中连续取样，将100ul纯水加入等体积的400nmol/l的ahl中以作为空白对照，将活性污泥煮沸10min后，调节od600＝1.0，将混合液在30℃、120rpm的摇床中培养，定时取出一份混合液置于99℃水浴中10min，以灭活细菌，用0.45um的滤膜将细菌滤去后将样品保存于4℃中，此时即可完成对mbr膜的污染控制。
22.本发明通过加入的nahco3，能调节生活污水中的碱度，因为生活污水中氨氮浓度较高，避免在mbr中的消化作用会过度消耗碱度，使得反应器中的ph降低，再经过反应后，使得其膜表面生物膜中粘附的细胞及分分泌的多糖类物质减少，证明着随着污泥停留时间的增长，mbr中的生物污染更轻，再遇到污泥中群体感应菌分泌出的长链信号分子更容易被群体感应粗灭菌降解，则反应器中长链的浓度会更高，直至被完全降解，此方法下污泥对信号分子的降解性能更好且反应器中信号分子的浓度也相应更低。
23.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。