利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法，該方法的步驟是將污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥混合液滴加在具有凹槽結(jié)構(gòu)的聚二甲基硅氧烷疏水材料板上，冷藏放置保存后，采用氯化鈉溶液對聚二甲基硅氧烷疏水材料板進(jìn)行沖洗，利用相似相容原理實現(xiàn)微絲菌從活性污泥混合液中的分離。本發(fā)明的效果是該方法操作簡單易行，可快速地實現(xiàn)微絲菌從活性污泥混合液中的分離，克服了微絲菌從活性污泥系統(tǒng)中分離困難的問題，可將分離有微絲菌的聚二甲基硅氧烷疏水板上置于培養(yǎng)基中，進(jìn)行微絲菌的純培養(yǎng)，與傳統(tǒng)的稀釋平板法和涂布平板法等微絲菌純培養(yǎng)方法相比，加快了微絲菌菌種的篩選，可將微絲菌的純培養(yǎng)周期縮短3～6周。
【專利說明】利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境微生物領(lǐng)域，主要涉及一種利用聚二甲基硅氧烷（PDMS)疏水材 料板分離微絲菌的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 活性污泥法是目前全世界應(yīng)用最為廣泛的城市污水處理技術(shù)，而在其運(yùn)行過程中 出現(xiàn)的污泥膨脹問題卻一直是影響污水處理廠正常運(yùn)行的一個普遍性難題，其發(fā)生率高， 危害大，難治理。研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠發(fā)生的污泥膨脹多為絲狀菌污泥膨脹，主要由大量 絲狀菌繁殖而造成的，絲狀菌從污泥絮體中伸出很長的菌絲體，菌絲體之間互相接觸，通過 架橋作用形成了框架結(jié)構(gòu)，支撐著污泥絮體，使其難以有效沉降，從而引起了污泥膨脹現(xiàn) 象。
[0003] 據(jù)報道，在絲狀菌污泥膨脹體系中，微絲菌為優(yōu)勢菌，它的過度生長是引起污水處 理廠中活性污泥膨脹的根本原因所在（Eikelboom and Buijsen，1983;Jenkins等，1993; Wanner, 1994)。微絲菌是屬于放線菌屬的革蘭氏陽性菌，直徑約0. 5?1. 0 μ m的無分枝 細(xì)絲，其長度可達(dá)50?300 μ m，其表面具有很強(qiáng)的疏水性（Blackall等，1994 ; 1996)。如 Nielsen等人（2002)已經(jīng)使用微球吸附法來識別到微絲菌的疏水細(xì)胞表面，疏水細(xì)胞表面 使其相對于其他菌群相比具有很大的優(yōu)勢，可以直接攝取脂類物質(zhì)。
[0004] 盡管大量研究已經(jīng)證明微絲菌的過度生長是引起活性污泥膨脹的主要原因，但是 仍無可靠的生物方法來控制其生長，其根本原因在于有關(guān)微絲菌的生理特性研究還不完備 (Wanner，1994)。然而，要實現(xiàn)微絲菌生理特性的研究，其生長關(guān)鍵控制因素的控制，首先 就需要對微絲菌進(jìn)行分離富集和純培養(yǎng)。目前，傳統(tǒng)微絲菌的分離培養(yǎng)方法主要包括稀釋 平板法和涂布平板法，由于活性污泥中含有大量的非導(dǎo)致污泥膨脹的細(xì)菌，這就導(dǎo)致利用 傳統(tǒng)微絲菌分離方法過程復(fù)雜，繁瑣，耗時且不易獲得純種菌株等弊端（van Veen，1973; Seviour等，1994 ;Blackall等，1994)。此外，也有報道采用顯微操作技術(shù)實現(xiàn)微絲菌的分 離，如意大利的Rossetti等人（1997)采用Skerman顯微操作技術(shù)分離培養(yǎng)出了微絲菌的 純種菌株，但該技術(shù)除操作要求高外，其所挑選的絲狀細(xì)菌是否為微絲菌存在一定的不確 定性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種利用PDMS疏水材料板分離微絲菌的方法，該方法以 具有凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板為介質(zhì)，利用相似相溶原理和PDMS疏水材料板上凹槽結(jié) 構(gòu)與微絲菌特性的匹配性，實現(xiàn)具有疏水表面的微絲菌從活性污泥混合液中的分離。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是提供一種利用聚二甲基硅氧烷疏水 材料板分離微絲菌的方法，該方法包括以下步驟：
[0007] (1)取100?200mL污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥，在 冰水浴中進(jìn)行磁力攪拌1?2h，得到污泥混合液；
[0008] (2)取步驟⑴中得到的污泥混合液100?200 μ L并滴在具有寬度為0. 5? 1. 0 μ m凹槽的PDMS疏水材料板上，然后置于冰箱中保存1?2h，得到已完成微絲菌附著的 PDMS疏水材料板；
[0009] (3)將步驟（2)中已完成微絲菌附著的PDMS疏水材料板從冰箱中取出，而后用濃 度為10mm 〇l/L的氯化鈉溶液對其進(jìn)行沖洗3次，每次氯化鈉溶液用量為1?2mL，微絲菌保 留在PDMS疏水材料板上，從而實現(xiàn)步驟（1)中污泥混合液中微絲菌的分離。
[0010] 本發(fā)明的效果是采用PDMS疏水材料板分離微絲菌，操作簡單易行，可快速地實現(xiàn) 微絲菌從污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥混合液中的分離，克服 了微絲菌從活性污泥系統(tǒng)中分離困難的問題。此外，可將分離有微絲菌的PDMS疏水板上置 于培養(yǎng)基中，進(jìn)行微絲菌的純培養(yǎng)，與傳統(tǒng)的稀釋平板法和涂布平板法等微絲菌純培養(yǎng)方 法相比，加快了微絲菌菌種的篩選，可將微絲菌的純培養(yǎng)周期縮短3?6周。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明利用400倍顯微鏡下玻璃板對微絲菌分離效果圖；
[0012] 圖2為本發(fā)明利用400倍顯微鏡下無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板對微絲菌分離 效果圖；
[0013] 圖3為本發(fā)明利用400倍顯微鏡下具有凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板對微絲菌分 離效果圖。

【具體實施方式】
[0014] 結(jié)合附圖對本發(fā)明的利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法做進(jìn)一 步的說明，但不局限于本實例。
[0015] 本發(fā)明的利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法，是將污水處理廠曝 氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥混合液滴加在具有凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料 板上，冷藏條件下完成微絲菌在PDMS疏水材料板上的附著后，采用氯化鈉溶液對PDMS疏水 材料板進(jìn)行沖洗，從而實現(xiàn)微絲菌從活性污泥混合液中的分離。這一過程主要包括以下步 驟：
[0016] (1)取100?200mL污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥，在 冰水浴中進(jìn)行磁力攪拌1?2h，得到污泥混合液；
[0017] (2)取步驟⑴中得到的污泥混合液100?200 μ L并滴在具有寬度為0.5? 1. 0 μ m凹槽的PDMS疏水材料板上，然后置于冰箱中保存1?2h，得到已完成微絲菌附著的 PDMS疏水材料板；
[0018] (3)將步驟（2)中已完成微絲菌附著的PDMS疏水材料板從冰箱中取出，而后用濃 度為10mm 〇l/L的氯化鈉溶液對其進(jìn)行沖洗3次，每次氯化鈉溶液用量為1?2mL，微絲菌保 留在PDMS疏水材料板上，從而實現(xiàn)步驟（1)中污泥混合液中微絲菌的分離。
[0019] 實施例：
[0020] 實例 1
[0021] 本實例中所用活性污泥混合液為天津某污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為 優(yōu)勢菌的膨脹污泥混合液，取膨脹污泥混合液150mL加入到燒杯中，并在冰水浴中進(jìn)行強(qiáng) 力磁力攪拌2h，用移液器分別定量取出100 μ L攪拌后的污泥混合液滴在所選材料板上，并 將其置于冰箱中保存lh，取出后，用濃度為10mm〇l/L的氯化鈉溶液對其進(jìn)行沖洗3次，每次 氯化鈉溶液用量為2mL，而后在顯微鏡下觀察材料板表面微絲菌的附著情況。
[0022] 為說明本發(fā)明所涉及材料板的疏水性和凹槽結(jié)構(gòu)對微絲菌分離效果影響，本實施 例中分別采用了玻璃板、無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板以及具有凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材 料板等三種不同材料板對活性污泥混合液中微絲菌進(jìn)行分離，并對微絲菌的分離效果進(jìn)行 了對比，顯微鏡下微絲菌的分離效果分別如圖1、圖2和圖3所示。其中，無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS 疏水材料板制備工藝為：將PDMS的預(yù)聚物和交聯(lián)劑按質(zhì)量比10:1混合均勻后真空脫氣，并 將其澆筑到培養(yǎng)皿中，再轉(zhuǎn)入80°C烘箱中固化lh，即得到無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板。 具有凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板的是利用模板法制備，將聚苯乙烯（PS)小球涂在玻璃片 表面，把附有單層PS小球的玻璃片放入氧等離子刻蝕系統(tǒng)中對PS小球進(jìn)行刻蝕，刻蝕后即 形成模板；將PDMS的預(yù)聚物和交聯(lián)劑按質(zhì)量比10:1混合均勻后真空脫氣，并將其澆筑到已 經(jīng)刻蝕好的模板上面，再轉(zhuǎn)入80°C烘箱中固化lh，將固化后的PDMS從模板上面剝離即得到 無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板。
[0023] 從圖1可以看出，當(dāng)采用玻璃板時，NaCl溶液沖洗后，玻璃板上無微絲菌附著；如 圖2所示，當(dāng)采用無凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏水材料板時，NaCl溶液沖洗后，材料板上僅有少量 微絲菌附著，且含有大量其他雜菌；當(dāng)采用具有寬度為〇. 5?1. 0 μ m的凹槽結(jié)構(gòu)的PDMS疏 水材料板時，如圖3所示，疏水材料板上附著有大量微絲菌，且雜菌小，說明具有凹槽結(jié)構(gòu) 的疏水材料板實現(xiàn)了微絲菌從活性污泥混合液中的分離。此外，可將分離有微絲菌的PDMS 疏水板上置于培養(yǎng)基中，進(jìn)行微絲菌的純培養(yǎng)，與傳統(tǒng)的稀釋平板法和涂布平板法等微絲 菌純培養(yǎng)方法相比，與傳統(tǒng)的稀釋平板法和涂布平板法等微絲菌純培養(yǎng)方法相比，加快了 微絲菌菌種的篩選，可將微絲菌的純培養(yǎng)周期縮短3-6周。
[0024] 以上實施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù) 人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變形，因此所有等同 的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用聚二甲基硅氧烷疏水材料板分離微絲菌的方法，該方法包括以下步驟： (1) 取100?200mL污水處理廠曝氣池中已發(fā)生以微絲菌為優(yōu)勢菌的膨脹污泥，在冰水 浴中進(jìn)行磁力攪拌1?2h，得到污泥混合液； (2) 取步驟（1)中得到的污泥混合液100?200 μ L并滴在具有寬度為0. 5?1. 0 μ m 凹槽的聚二甲基硅氧烷（PDMS)疏水材料板上，然后置于冰箱中保存1?2h，得到已完成微 絲菌附著的PDMS疏水材料板； (3) 將步驟（2)中已完成微絲菌附著的PDMS疏水材料板從冰箱中取出，而后用濃度為 10mm〇l/L的氯化鈉溶液對其進(jìn)行沖洗3次，每次氯化鈉溶液用量為1?2mL，微絲菌保留在 PDMS疏水材料板上，從而實現(xiàn)步驟（1)中污泥混合液中微絲菌的分離。
【文檔編號】C12N1/20GK104152381SQ201410387935
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】費(fèi)學(xué)寧, 李松亞, 曹凌云, 閆衛(wèi)國, 焦秀梅 申請人:天津城建大學(xué)