一种利用黄蓝状真菌菌丝体改善污泥脱水性能的方法与流程

本发明涉及一种利用黄蓝状真菌菌丝体改善污泥脱水性能的方法，属于城市污泥处理处置技术领域。

背景技术：

近些年来，随着污水处理厂的剩余污泥产量逐年升高，污泥的处理处置问题日益引起广泛关注。污水处理厂剩余污泥中存在大量的病原体、重金属、有机物等有害物质，若直接排放，会对环境造成严重的影响。通常情况下，污水处理厂剩余污泥的含水率较高(95％-98％)，并不利于直接进行后续处理处置(例如堆肥、焚烧、填埋、土地利用等方式)，需要先经过脱水以提高污泥浓度并减少污泥的体积和重量。然而，剩余污泥絮体通常含有较高浓度的有机物(10000-20000mg/l)，其中具有高亲水性特点的污泥胞外聚合物(eps)约占50-90％，因而污泥的脱水性能比较差。为改善污泥的脱水性能，需要在脱水环节之前对污泥进行有效的调理。目前，污水处理厂主要通过添加大量的化学絮凝剂来对污泥进行调理，常用的絮凝剂有聚丙烯酰胺(pam)、氯化铁、聚合硫酸铝、聚合三氯化铝等。这些化学絮凝剂不但价格昂贵，而且通常具有毒性和腐蚀性，易对环境产生二次污染。相比之下，生物强化法采用来自污泥本身的微生物对污泥进行调理以提高污泥的脱水性能，不会产生二次污染，对环境友好，具有较大的研究和应用价值。此外，生物强化法还可以实现污泥的稳定化：降解污泥中有机物、浸出重金属、抑制病原体、减少臭味等。

已报道的生物强化法相关研究表明：在一定条件下，某些丝状真菌，例如青霉菌和毛霉菌，是有效的污泥调理微生物，将这些丝状真菌在污泥中进行培养，可以降解污泥中的部分eps，从而改善污泥的脱水性能。但是，这些研究发现的具有改善污泥脱水性能的丝状真菌种类很有限，并且主要侧重于混合丝状真菌菌群。此外，这些丝状真菌通常是以孢子的形式在污泥中进行培养和处理。然而，孢子在污泥中生长比较困难，通常需要对污泥进行灭菌处理或者往污泥中添加额外营养物质，不能成为理想的工业应用的方法。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种采用生物强化技术调理污泥以改善污泥脱水性能的方法，所述方法是将黄蓝状真菌的菌丝体按体积比10～50％的比例投加到待脱水的污泥中，混合均匀。

在本发明的一种实施方式中，所述黄蓝状菌已于2017年3月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmccno.13768，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

在本发明的一种实施方式中，所述菌丝体是将所述黄蓝状菌的孢子悬浮液接种至马铃薯-葡萄糖(pdb)培养液中，在25～35℃、ph5.6～7.8、100～180rpm条件下培养4～10d制备获得。

在本发明的一种实施方式中，所述孢子悬浮液浓度为1.0×10⁶～5.0×10⁸个/ml。

在本发明的一种实施方式中，所述待脱水污泥的总固体含量(ts)为2～10％。

在本发明的一种实施方式中，所述待脱水污泥包括浓缩池污泥、厌氧发酵污泥、高温热处理污泥等。

本发明的第二个目的是提供一种黄蓝状菌(talaromycesflavus)，已于2017年3月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmccno.13768，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

本发明的第三个目的是提供一种所述黄蓝状菌菌丝体的制备方法，所述方法是将所述黄蓝状菌的孢子悬浮液接种至pdb培养基中，在25-35℃、ph5.6-7.8、100-180rpm条件下培养4-10d制备获得；所述孢子悬浮液浓度为1.0×10⁶～5.0×10⁸个/ml。

在本发明的一种实施方式中，所述孢子悬浮液是按如下方法制备获得：将黄蓝状菌接种至马铃薯-葡糖糖-琼脂(pda)培养基，于25-35℃培养3～4天。

本发明还提供所述黄蓝状菌在环境领域中的应用。

有益效果：

1、本发明发现一种可以有效调理污泥脱水性能的纯种丝状真菌talaromycesflavus，易于培养，便于推广应用；

2、本发明克服了现有技术采用孢子形式进行污泥调理的技术偏见，采用菌丝体直接接种的接种方式，只需要将菌丝体投加到污泥中混匀即可改善脱水效果，无需将真菌在污泥中进行培养，操作方便，节省时间；

3、本发明可以有效改善污泥的脱水性能，相比于未经调理的污泥，污泥的脱水性能可以提高30-70％；相比于真菌孢子接种方式，污泥的脱水性能可以改善20-30％；

4、talaromycesflavus菌丝体可以广泛应用于浓缩池污泥、厌氧发酵污泥等各种脱水性能较差的污泥，无需在添加前对污泥进行灭菌处理或者添加额外营养物质。

附图说明

图1是本发明用于改善污泥脱水性能的流程图；

图2是实施例1中菌丝体投加到ts＝3.7％的厌氧发酵污泥后污泥毛细吸水时间(cst)和污泥比阻(srf)的变化；

图3是实施例2中菌丝体投加到ts＝2.9％的浓缩池污泥后污泥cst和srf的变化；

图4是投加菌丝体与投加孢子到ts＝6.5％浓缩池污泥后对污泥脱水性能的影响比较，其中，孢子处理1：孢子加入污泥后立即混匀；孢子处理2：孢子加入污泥后在污泥中培养6天；

图5是已报道的几种非黄蓝状真菌菌丝体接种到ts＝2％的化学处理污泥并进行培养后污泥cst的变化。

生物材料保藏

一种黄蓝状菌(talaromycesflavus)，已于2017年3月28日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为cgmccno.13768，保藏地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号。

具体实施方式

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

马铃薯-葡萄糖-琼脂培养基(potatodextroseagar，pda)的配制方法：将200g马铃薯去皮，切成小块，放入1200-1500ml的去离子水中煮沸，20min后用4层纱布过滤，获得的滤液中加入20g葡萄糖和15-20g琼脂粉，待其充分溶化后将液体定容至1000ml，随后趁热分装到三角瓶中盖塞，在121℃灭菌锅中灭菌20min。取出放至室温，并在无菌环境中制作平板培养基和斜面培养基。

马铃薯-葡萄糖培养液(potatodextrosebroth，pdb)的配制方法：制备方法与pda相同，但不加琼脂，灭菌后置于灭菌的三角瓶中盖塞保存。

污泥比阻的测定：采用标准布氏漏斗抽滤法测定(测定方法公开于2012年的论文conditioningofsewagesludgebyfenton’sreagentcombinedwithskeletonbuilders中，作者为：liuh,yangj,shiy)。

毛细吸水时间的测定：采用304m型cst测定仪，按照标准方法测定：用10ml针筒准确吸取7ml样品注入测样筒，筒底污泥与滤纸接触，当水分扩散至内圆时，仪器开始计时，水分继续往外扩散1cm至第二个圆停止计时，记录仪器中的读数，即为cst，单位s。

具体实施方式中的黄蓝状菌(talaromycesflavus)由自行采集获得，其18srrna序列如seqidno.1所示。

实施例1

(1)将黄蓝状菌talaromycesflavuscgmccno.13768在pda培养基上培养，培养3-4天，菌落布满斜面培养基后，用无菌蒸馏水冲洗培养基，并用无菌蒸馏水将冲洗液稀释，制成浓度为2.0×10⁶个/ml的孢子悬浮液。

(2)接种1ml步骤(1)制备的孢子悬浮液到100mlpdb液体培养基中，在250ml的三角瓶中培养8天，培养条件为：ph5.8，温度35℃，转速170rpm。孢子在培养液中形成稳定的菌丝体后，接种50％(v/v)的菌丝体到ts为3.7％的厌氧发酵污泥中进行调理，混合均匀后，污泥的毛细吸水时间和污泥比阻相比于不添加菌丝体的对照组有明显的下降(图2)，分别下降了65.85％和43.98％。

实施例2

孢子悬浮液的制备方法同实施例1，将1ml黄蓝状菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子悬浮液接种到100mlpdb溶液中，在250ml的三角瓶中培养4天，培养条件为：ph6.3，温度30℃，转速120rpm。形成稳定的菌丝体后，接种10％(v/v)的菌丝体到ts为2.9％的浓缩池污泥(来自无锡新城污水处理厂)中进行调理，混合均匀后，污泥的毛细吸水时间和污泥比阻相比于不添加菌丝体的对照组有明显的下降(图3)，分别下降了30.6％和16.5％。

实施例3

孢子悬浮液的制备方法同实施例1，将1ml黄蓝状菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子悬液接种到100mlpdb溶液中，在250ml的三角瓶中培养6天，培养条件为；ph6.9，温度25℃，转速150rpm。形成稳定的菌丝体后，接种30％(v/v)的菌丝体到ts为6.5％的污泥混合液(90ml污泥+10mlpdb培养液)中进行调理，混合均匀后，污泥的毛细吸水时间相比于不添加菌丝体的对照组有明显的下降，污泥脱水性能提高33.54％。

对照例1

按实施例1相同的方式制备孢子悬浮液，然后将黄蓝状菌talaromycesflavuscgmccno.13768孢子悬浮液直接接种至同实施例3的污泥混合液中进行调理。调理方式有两种(图4)，分别是，孢子处理组1：将30％(v/v)的孢子悬浮液直接接种至100ml污泥混合液中，混合均匀后，污泥的cst值几乎没有发生变化，脱水性能没有得到改善；孢子处理组2：将30％(v/v)的孢子悬浮液直接接种至100ml污泥混合液中后，在25℃、ph6.9以及150rpm转速条件下培养6天后，污泥脱水性能提高13.29％。

对照例2

丝状真菌penicilliumsp.、talaromyceshelicus以及purpureocilliumlilacinum的孢子悬液(浓度介于3.4×10⁴到1.2×10⁵个/ml)接种至无菌的pdb营养液中，在28℃、120rpm转速下培养5-7天形成菌丝体。将菌丝体接种至ts＝2％的化学处理污泥后，污泥的脱水性能无法得到立即改善。在此基础上将污泥在180rpm摇床上30℃下培养4-7天后，污泥cst从初始的83.15s分别变为72.6s、76.5s和95.3s(如图5)，脱水性能分别只提高了12.6％和7.99％，甚至出现恶化，和本发明相比脱水效果均不太理想。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

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