本發(fā)明涉及一種利用黃藍(lán)狀真菌菌絲體改善污泥脫水性能的方法，屬于城市污泥處理處置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近些年來(lái)，隨著污水處理廠的剩余污泥產(chǎn)量逐年升高，污泥的處理處置問(wèn)題日益引起廣泛關(guān)注。污水處理廠剩余污泥中存在大量的病原體、重金屬、有機(jī)物等有害物質(zhì)，若直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。通常情況下，污水處理廠剩余污泥的含水率較高(95％-98％)，并不利于直接進(jìn)行后續(xù)處理處置(例如堆肥、焚燒、填埋、土地利用等方式)，需要先經(jīng)過(guò)脫水以提高污泥濃度并減少污泥的體積和重量。然而，剩余污泥絮體通常含有較高濃度的有機(jī)物(10000-20000mg/l)，其中具有高親水性特點(diǎn)的污泥胞外聚合物(eps)約占50-90％，因而污泥的脫水性能比較差。為改善污泥的脫水性能，需要在脫水環(huán)節(jié)之前對(duì)污泥進(jìn)行有效的調(diào)理。目前，污水處理廠主要通過(guò)添加大量的化學(xué)絮凝劑來(lái)對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理，常用的絮凝劑有聚丙烯酰胺(pam)、氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合三氯化鋁等。這些化學(xué)絮凝劑不但價(jià)格昂貴，而且通常具有毒性和腐蝕性，易對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染。相比之下，生物強(qiáng)化法采用來(lái)自污泥本身的微生物對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理以提高污泥的脫水性能，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，對(duì)環(huán)境友好，具有較大的研究和應(yīng)用價(jià)值。此外，生物強(qiáng)化法還可以實(shí)現(xiàn)污泥的穩(wěn)定化：降解污泥中有機(jī)物、浸出重金屬、抑制病原體、減少臭味等。

已報(bào)道的生物強(qiáng)化法相關(guān)研究表明：在一定條件下，某些絲狀真菌，例如青霉菌和毛霉菌，是有效的污泥調(diào)理微生物，將這些絲狀真菌在污泥中進(jìn)行培養(yǎng)，可以降解污泥中的部分eps，從而改善污泥的脫水性能。但是，這些研究發(fā)現(xiàn)的具有改善污泥脫水性能的絲狀真菌種類(lèi)很有限，并且主要側(cè)重于混合絲狀真菌菌群。此外，這些絲狀真菌通常是以孢子的形式在污泥中進(jìn)行培養(yǎng)和處理。然而，孢子在污泥中生長(zhǎng)比較困難，通常需要對(duì)污泥進(jìn)行滅菌處理或者往污泥中添加額外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，不能成為理想的工業(yè)應(yīng)用的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種采用生物強(qiáng)化技術(shù)調(diào)理污泥以改善污泥脫水性能的方法，所述方法是將黃藍(lán)狀真菌的菌絲體按體積比10～50％的比例投加到待脫水的污泥中，混合均勻。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述黃藍(lán)狀菌已于2017年3月28日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為cgmccno.13768，保藏地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述菌絲體是將所述黃藍(lán)狀菌的孢子懸浮液接種至馬鈴薯-葡萄糖(pdb)培養(yǎng)液中，在25～35℃、ph5.6～7.8、100～180rpm條件下培養(yǎng)4～10d制備獲得。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述孢子懸浮液濃度為1.0×10⁶～5.0×10⁸個(gè)/ml。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述待脫水污泥的總固體含量(ts)為2～10％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述待脫水污泥包括濃縮池污泥、厭氧發(fā)酵污泥、高溫?zé)崽幚砦勰嗟取?/p>

本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種黃藍(lán)狀菌(talaromycesflavus)，已于2017年3月28日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為cgmccno.13768，保藏地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種所述黃藍(lán)狀菌菌絲體的制備方法，所述方法是將所述黃藍(lán)狀菌的孢子懸浮液接種至pdb培養(yǎng)基中，在25-35℃、ph5.6-7.8、100-180rpm條件下培養(yǎng)4-10d制備獲得；所述孢子懸浮液濃度為1.0×10⁶～5.0×10⁸個(gè)/ml。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述孢子懸浮液是按如下方法制備獲得：將黃藍(lán)狀菌接種至馬鈴薯-葡糖糖-瓊脂(pda)培養(yǎng)基，于25-35℃培養(yǎng)3～4天。

本發(fā)明還提供所述黃藍(lán)狀菌在環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用。

有益效果：

1、本發(fā)明發(fā)現(xiàn)一種可以有效調(diào)理污泥脫水性能的純種絲狀真菌talaromycesflavus，易于培養(yǎng)，便于推廣應(yīng)用；

2、本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)采用孢子形式進(jìn)行污泥調(diào)理的技術(shù)偏見(jiàn)，采用菌絲體直接接種的接種方式，只需要將菌絲體投加到污泥中混勻即可改善脫水效果，無(wú)需將真菌在污泥中進(jìn)行培養(yǎng)，操作方便，節(jié)省時(shí)間；

3、本發(fā)明可以有效改善污泥的脫水性能，相比于未經(jīng)調(diào)理的污泥，污泥的脫水性能可以提高30-70％；相比于真菌孢子接種方式，污泥的脫水性能可以改善20-30％；

4、talaromycesflavus菌絲體可以廣泛應(yīng)用于濃縮池污泥、厭氧發(fā)酵污泥等各種脫水性能較差的污泥，無(wú)需在添加前對(duì)污泥進(jìn)行滅菌處理或者添加額外營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明用于改善污泥脫水性能的流程圖；

圖2是實(shí)施例1中菌絲體投加到ts＝3.7％的厭氧發(fā)酵污泥后污泥毛細(xì)吸水時(shí)間(cst)和污泥比阻(srf)的變化；

圖3是實(shí)施例2中菌絲體投加到ts＝2.9％的濃縮池污泥后污泥cst和srf的變化；

圖4是投加菌絲體與投加孢子到ts＝6.5％濃縮池污泥后對(duì)污泥脫水性能的影響比較，其中，孢子處理1：孢子加入污泥后立即混勻；孢子處理2：孢子加入污泥后在污泥中培養(yǎng)6天；

圖5是已報(bào)道的幾種非黃藍(lán)狀真菌菌絲體接種到ts＝2％的化學(xué)處理污泥并進(jìn)行培養(yǎng)后污泥cst的變化。

生物材料保藏

一種黃藍(lán)狀菌(talaromycesflavus)，已于2017年3月28日保藏于中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心，保藏編號(hào)為cgmccno.13768，保藏地址為北京市朝陽(yáng)區(qū)北辰西路1號(hào)院3號(hào)。

具體實(shí)施方式

下述實(shí)施例中所述實(shí)驗(yàn)方法，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為常規(guī)方法；所述試劑和材料，如無(wú)特殊說(shuō)明，均可從商業(yè)途徑獲得。

馬鈴薯-葡萄糖-瓊脂培養(yǎng)基(potatodextroseagar，pda)的配制方法：將200g馬鈴薯去皮，切成小塊，放入1200-1500ml的去離子水中煮沸，20min后用4層紗布過(guò)濾，獲得的濾液中加入20g葡萄糖和15-20g瓊脂粉，待其充分溶化后將液體定容至1000ml，隨后趁熱分裝到三角瓶中蓋塞，在121℃滅菌鍋中滅菌20min。取出放至室溫，并在無(wú)菌環(huán)境中制作平板培養(yǎng)基和斜面培養(yǎng)基。

馬鈴薯-葡萄糖培養(yǎng)液(potatodextrosebroth，pdb)的配制方法：制備方法與pda相同，但不加瓊脂，滅菌后置于滅菌的三角瓶中蓋塞保存。

污泥比阻的測(cè)定：采用標(biāo)準(zhǔn)布氏漏斗抽濾法測(cè)定(測(cè)定方法公開(kāi)于2012年的論文conditioningofsewagesludgebyfenton’sreagentcombinedwithskeletonbuilders中，作者為：liuh,yangj,shiy)。

毛細(xì)吸水時(shí)間的測(cè)定：采用304m型cst測(cè)定儀，按照標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定：用10ml針筒準(zhǔn)確吸取7ml樣品注入測(cè)樣筒，筒底污泥與濾紙接觸，當(dāng)水分?jǐn)U散至內(nèi)圓時(shí)，儀器開(kāi)始計(jì)時(shí)，水分繼續(xù)往外擴(kuò)散1cm至第二個(gè)圓停止計(jì)時(shí)，記錄儀器中的讀數(shù)，即為cst，單位s。

具體實(shí)施方式中的黃藍(lán)狀菌(talaromycesflavus)由自行采集獲得，其18srrna序列如seqidno.1所示。

實(shí)施例1

(1)將黃藍(lán)狀菌talaromycesflavuscgmccno.13768在pda培養(yǎng)基上培養(yǎng)，培養(yǎng)3-4天，菌落布滿斜面培養(yǎng)基后，用無(wú)菌蒸餾水沖洗培養(yǎng)基，并用無(wú)菌蒸餾水將沖洗液稀釋?zhuān)瞥蓾舛葹?.0×10⁶個(gè)/ml的孢子懸浮液。

(2)接種1ml步驟(1)制備的孢子懸浮液到100mlpdb液體培養(yǎng)基中，在250ml的三角瓶中培養(yǎng)8天，培養(yǎng)條件為：ph5.8，溫度35℃，轉(zhuǎn)速170rpm。孢子在培養(yǎng)液中形成穩(wěn)定的菌絲體后，接種50％(v/v)的菌絲體到ts為3.7％的厭氧發(fā)酵污泥中進(jìn)行調(diào)理，混合均勻后，污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間和污泥比阻相比于不添加菌絲體的對(duì)照組有明顯的下降(圖2)，分別下降了65.85％和43.98％。

實(shí)施例2

孢子懸浮液的制備方法同實(shí)施例1，將1ml黃藍(lán)狀菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子懸浮液接種到100mlpdb溶液中，在250ml的三角瓶中培養(yǎng)4天，培養(yǎng)條件為：ph6.3，溫度30℃，轉(zhuǎn)速120rpm。形成穩(wěn)定的菌絲體后，接種10％(v/v)的菌絲體到ts為2.9％的濃縮池污泥(來(lái)自無(wú)錫新城污水處理廠)中進(jìn)行調(diào)理，混合均勻后，污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間和污泥比阻相比于不添加菌絲體的對(duì)照組有明顯的下降(圖3)，分別下降了30.6％和16.5％。

實(shí)施例3

孢子懸浮液的制備方法同實(shí)施例1，將1ml黃藍(lán)狀菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子懸液接種到100mlpdb溶液中，在250ml的三角瓶中培養(yǎng)6天，培養(yǎng)條件為；ph6.9，溫度25℃，轉(zhuǎn)速150rpm。形成穩(wěn)定的菌絲體后，接種30％(v/v)的菌絲體到ts為6.5％的污泥混合液(90ml污泥+10mlpdb培養(yǎng)液)中進(jìn)行調(diào)理，混合均勻后，污泥的毛細(xì)吸水時(shí)間相比于不添加菌絲體的對(duì)照組有明顯的下降，污泥脫水性能提高33.54％。

對(duì)照例1

按實(shí)施例1相同的方式制備孢子懸浮液，然后將黃藍(lán)狀菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子懸浮液直接接種至同實(shí)施例3的污泥混合液中進(jìn)行調(diào)理。調(diào)理方式有兩種(圖4)，分別是，孢子處理組1：將30％(v/v)的孢子懸浮液直接接種至100ml污泥混合液中，混合均勻后，污泥的cst值幾乎沒(méi)有發(fā)生變化，脫水性能沒(méi)有得到改善；孢子處理組2：將30％(v/v)的孢子懸浮液直接接種至100ml污泥混合液中后，在25℃、ph6.9以及150rpm轉(zhuǎn)速條件下培養(yǎng)6天后，污泥脫水性能提高13.29％。

對(duì)照例2

絲狀真菌penicilliumsp.、talaromyceshelicus以及purpureocilliumlilacinum的孢子懸液(濃度介于3.4×10⁴到1.2×10⁵個(gè)/ml)接種至無(wú)菌的pdb營(yíng)養(yǎng)液中，在28℃、120rpm轉(zhuǎn)速下培養(yǎng)5-7天形成菌絲體。將菌絲體接種至ts＝2％的化學(xué)處理污泥后，污泥的脫水性能無(wú)法得到立即改善。在此基礎(chǔ)上將污泥在180rpm搖床上30℃下培養(yǎng)4-7天后，污泥cst從初始的83.15s分別變?yōu)?2.6s、76.5s和95.3s(如圖5)，脫水性能分別只提高了12.6％和7.99％，甚至出現(xiàn)惡化，和本發(fā)明相比脫水效果均不太理想。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。

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<110>江南大學(xué)

<120>一種利用黃藍(lán)狀真菌菌絲體改善污泥脫水性能的方法

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