本发明属于生物污泥处理技术领域，具体涉及一种生物污泥胞外聚合物的提取方法。
背景技术：
高原市政污水碳源不足，碳源在污水深度处理除磷脱氮工艺中一直是影响因素，一方面碳源是微生物生长、繁殖必要的物质元素，其作用主要用于异养菌代谢、反硝化及释磷的过程中。另一方面碳源含量太低，导致出水水质达不到要求。因此，在高原地区解决碳源不足问题，是提高高原市政污水处理效率的有效途径。
高原市政污水碳源不足，导致微生物在废水处理工艺中不能充分降解水中的有机物，从而致使脱水活性污泥中含有丰富的有机物，其中最主要的是eps，它是在一定条件下由活性污泥中的微生物分泌并附着在微生物细胞壁上的有机物，这些物质约占eps总量的70％～80％，主要成分包括蛋白质、多糖、dna、腐殖酸、脂质和糖醛酸等物质，这些物质都可以作为微生物生长繁殖所需的碳源。然而胞外聚合物(eps)中的营养物质被细胞壁包裹，常规条件下很难从污泥中释放，如果能够找到一种eps的溶解方法，将其中的营养物质释放到水中，然后回流到污水处理单元，这样不但能增加污水的碳源含量，而且还能实现污泥减量化，解决二次污染问题。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种生物污泥胞外聚合物的提取方法，利用物理与化学相结合的提取方法来提取胞外聚合物(eps)。
具体技术方案为：
(1)生物污泥为污水生物处理过程产生的生物污泥，生物污泥的初始含水率为90％-99.9％。将生物污泥放置在自然条件下沉淀，沉淀30min后，弃去上清液，加入质量浓度为0.5-3％的nacl溶液至生物污泥原体积后静置30min。加nacl溶液目的是让微生物在中性条件下，尽可能多的繁殖，为后续微生物利用有机物提供条件；
(2)采用超声方法处理弃去上清液的污泥，超声波是一种物理形式的能量，它能产生强烈的震动、加速度也相对较高，同时还会形成空化效应等特殊作用来使微生物细胞与附着其表面上的eps发生分离，从而为后续eps的提取创造条件；超声波声能密度为0.5-3.0w/ml，超声频率控制在10-50khz，超声时间控制为0-60min。
(3)向超声波处理后的污泥中添加质量分数为35-40％的甲醛，处理时间为30-120min，再加入碱，调节ph范围为9.0-12.0，处理时间为90-180min，离心过滤获得胞外聚合物。往系统中加入甲醛，作用是增强微生物细胞壁的强度以及防止其死亡，从而对微生物细胞起到固定和缓冲作用；最后投加碱，目的是使带负电的eps组分脱离稳定并溶出。
经上述方法处理后的污泥进行搅拌过滤，所得的滤液用于后续分析，分析的主要成分包括dna、蛋白质、核酸等。该法很大程度上能较好地控制微生物细胞死亡率，同时实现eps提取量最大化的目的，具有反应条件要求不高、有机物降解彻底等优点。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
本发明中一种新型污泥中eps的提取方法，通过预处理+超声+甲醛+naoh方法，能最大程度地使黏附在污泥表面的eps中的有机质(蛋白质、核酸、多聚糖等)释放出来，促进微生物的生长，提高脱氮除磷能力，污水处理工艺正常运行；同时还能使污泥减量化排放的目标得以实现。
与其他eps提取方法相比，本发明克服了单一方法提取eps的不足，能最大限度地降低微生物细胞的死亡率，最大程度的释放eps中的有机质，并且不会对eps的组分功能产生破坏或者说产生的破坏程度极小。
具体实施方式
结合实施例说明本发明的具体技术方案。
实施例1
首先从拉萨市某污水处理厂取生物污泥，并使初始含水率为90％，随后沉降、静置30min，弃去上清液，其次往剩下的生物污泥中加入0.85％nacl溶液进行预处理，并恢复至之前体积，然后静置30min，按此再操作一次，弃去上清液，而后便得到后续操作所需的污泥样品。取50ml预处理的污泥样品倒入超声波清洗仪中，并将声能密度控制在0.5w/ml，超声频率控制在21khz，超声时间控制为5min。然后采用先加甲醛后加naoh的方法来处理经超声处理的污泥，加质量分数为36.5％甲醛处理60min后，加1mol/lnaoh处理90min，并把ph控制为9，在80rpm/min下进行慢速搅拌10min，待搅拌完成之后，把样品置于5000rpm/min的离心机中离心20min。取上清液过滤(0.45um滤膜)，最后将滤液进行测定分析。
得到dna含量为10.62mg/g、蛋白质的含量是90.00mg/g、多糖含量为27.24mg/g。
实施例2
首先从拉萨市某污水处理厂取生物污泥，并使初始含水率为97％，随后沉降、静置30min，弃去上清液，其次往剩下的生物污泥中加入0.9％nacl溶液进行预处理，并恢复至之前体积，然后静置30min，按此再操作一次，弃去上清液，而后便得到后续操作所需的污泥样品。取50ml预处理的污泥样品倒入超声波清洗仪中，并将声能密度控制在0.9w/ml，超声频率控制在40khz，超声时间控制为10min。然后采用先加甲醛后加naoh的方法来处理经超声处理的污泥，加质量分数为36.5％甲醛处理60min后，加1mol/lnaoh处理120min，并把ph控制为11，在80rpm/min下进行慢速搅拌10min，待搅拌完成之后，把样品置于5000rpm/min的离心机中离心20min。取上清液过滤(0.45um滤膜)，最后将滤液进行测定分析。
得到dna含量为23.71mg/g、蛋白质的含量是112.43mg/g、多糖含量为68.85mg/g。
实施例3
首先从拉萨市某污水处理厂取生物污泥，并使初始含水率为90％，随后沉降、静置30min，弃去上清液，其次往剩下的生物污泥中加入0.9％nacl溶液进行预处理，并恢复至之前体积，然后静置30min，按此再操作一次，弃去上清液，而后便得到后续操作所需的污泥样品。取50ml预处理的污泥样品倒入超声波清洗仪中，并将声能密度控制在2.5w/ml，超声频率控制在40khz，超声时间控制为10min。然后采用先加甲醛后加naoh的方法来处理经超声处理的污泥，加质量分数为37％甲醛处理60min后，加1mol/lnaoh处理180min，并把ph控制为12，在80rpm/min下进行慢速搅拌10min，待搅拌完成之后，把样品置于5000rpm/min的离心机中离心20min。取上清液过滤(0.45um滤膜)，最后将滤液进行测定分析。
得到dna含量为11.35mg/g、蛋白质的含量是203.71mg/g、多糖含量为56.33mg/g。