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目前,全球正面临着严峻的资源供给与环境保护问题,污水处理厂的剩余污泥量每年急剧增长,对污泥进行合理的处置已成为各国面临的难题。由于藻酸盐的需求量大,市场上的价格高,而污水处理过程中产生的污泥中含有一定量的藻酸盐,从污泥中提取藻酸盐可以成为一个污泥资源化利用的新方向。一方面可以实现污泥的减量化,同时也为藻酸盐提供了新的获取途径,实现污泥的资源化利用。关于从污泥中提取藻酸盐的研究目前还处于起步阶段,如何从污泥中高效获取藻酸盐是研究的一个重点,其中从污泥中提取藻酸盐的方法还不成熟,另外对于不同的污泥形态、不同的污泥来源,所获取的藻酸盐的含量及性质的差异还有待研究。本研究首先通过优化常规的藻酸盐提取方法并建立新的细菌藻酸盐的提取方法从提取方法上强化获取藻酸盐。然后通过考察污泥的形态(絮体污泥、颗粒污泥)和不同污水水质(乙酸钠、蔗糖和苯酚为碳源)对污泥中藻酸盐的含量及特性的影响来确定强化获取藻酸盐的技术手段。主要研究结果如下:在常规方法提取藻酸盐的研究中,钙凝离子交换法提取细菌藻酸盐的效果最好,利用响应曲面法得出最佳提取条件:Na2CO3浓度为6%,消解温度为70℃,消解时间为2h,每克絮体污泥中净藻酸盐含量为20.18 mg/g-MLSS。在新型方法提取藻酸盐的研究中,超声波(50W)+NaOH法所得净藻酸盐含量最高,每克絮体污泥中净藻酸盐含量为45.65mg/g-MLSS。在对实际城市污水培养的好氧颗粒污泥和实际污水处理厂的絮体污泥进行藻酸盐的提取,发现超声波(50W)+NaOH法提取的颗粒污泥所得净藻酸盐的含量最多(56.96mg/g-MLSS)。经MALDI-TOF MS反射谱图和红外光谱分析,两种藻酸盐的分子量范围都在1991455 m/z左右,藻酸盐都是由8个单糖数量所组成的寡糖,并且细菌藻酸盐与成品海藻酸钠的特征峰相近。但从不同区段分离和乙酰化程度可以得出,絮体污泥藻酸盐中的甘露糖醛酸(M)含量和乙酰化程度都低于颗粒污泥,说明其藻酸盐的强度高、持水性差。另外,絮体污泥提取的藻酸盐对铅的络合能力最强。由以上研究结果可知,颗粒污泥有利于获取更多的藻酸盐。在不同碳源对藻酸盐提取效果和特性的影响研究中,超声波(50W)+NaOH法提取以乙酸钠为碳源的颗粒污泥中净藻酸盐的含量最高,为59.81 mg/g-MLSS。由MALDI-TOF MS反射谱图和红外光谱分析可知,超声波(50W)+NaOH法提取以苯酚为碳源培养的污泥中藻酸盐的重均分子量、数均分子量最小,分别为399.84 g/mol、350.39g/mol,并且不同碳源培养的颗粒污泥中的藻酸盐的特征峰相近。从不同区段分离和乙酰化程度得出,乙酸钠、蔗糖可能会影响颗粒污泥中酶AlgL的活性和含量,致使以乙酸钠为碳源培养的颗粒污泥中藻酸盐含有更高的MG区段(42.78%),以蔗糖为碳源培养的颗粒污泥中藻酸盐含有更高的GG区段(5.55%)。苯酚作为有毒物质可能会抑制参与乙酰化的核心酶类的活性,致使乙酰化程度偏低(1.61%)。以乙酸钠、蔗糖、苯酚为碳源的颗粒污泥中c-di-GMP含量分别为3.06μg/g-MLSS、2.16μg/g-MLSS、0.49μg/g-MLSS,由此可知乙酸钠能够更好的促进微生物合成更多的c-di-GMP,从而促进藻酸盐的分泌。另外,以乙酸钠为碳源的污泥有更好的物种丰富度,以苯酚为碳源的污泥有更好的物种均匀度。假单胞菌(Pseudomonas)虽然是细菌藻酸盐的主要来源,但是在颗粒污泥中含量很低,以乙酸钠、蔗糖、苯酚为碳源的颗粒污泥中的相对丰度分别为0.99%、0.78%、0.83%。可以看出,除了假单胞菌能分泌藻酸盐外,可能还存在许多微生物如索氏菌属、梭菌属和节杆菌属等也能够分泌藻酸盐。由以上研究结果可知,以乙酸钠为碳源的生活污水更有利于藻酸盐的产生。