EPS及其测定方法分析

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1、第３５卷第４期膜科学与技术Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．４２０１５年８月ＭＥＭＢＲＡＮＥＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡｕｇ．２０１５ＥＰＳ及其测定方法分析刘子森１，２，肖恩荣２，张丽萍２，吴振斌２＊（１．武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉４３００７０；２．中国科学院水生生物研究所淡水生态和生物技术国家重点实验室，武汉４３００７２）摘要：膜污染问题一直是限制ＭＢＲ（ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏ－Ｒｅａｃｔｏｒ，膜生物反应器）发展和应用的一个瓶颈，而ＥＰＳ（ＥｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒＰｏｌｙｍｅｒｉｃＳｕｂｓｔａｎｃｅ，胞外聚合物）则被认为

2、是ＭＢＲ膜污染中的优先污染物．文中概括地介绍了ＥＰＳ的类型、空间结构、对活性污泥特性的影响以及其与膜污染的关系，并对ＭＢＲ中ＥＰＳ提取及分析方法进行了综述，以期更全面的认识ＥＰＳ特性，对实际运行的ＭＢＲ工艺研究及膜污染控制等提供一定的理论依据．关键词：ＭＢＲ；ＥＰＳ；提取方法；分析方法；膜污染中图分类号：Ｘ７０３文献标志码：Ａ文章编号：１００７－８９２４（２０１５）０４－０１０３－０８ｄｏｉ：１０．１６１５９／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００７－８９２４．２０１５．０４．０１９ＭＢＲ（ＭｅｍｂｒａｎｅＢｉｏ－Ｒｅａｃｔｏｒ，膜生物反应器

3、）的进一步研究提供参考，有助于ＭＢＲ技术的推广是一种由高效膜分离技术与活性污泥法相结合的污应用．水处理与回用新工艺，具有出水水质高、剩余污泥量１ＥＰＳ的类型、空间结构小、运行稳定可靠及控制管理方便等优点．但是，膜的高效截留作用也易引发膜污染，从而严重影响ＥＰＳ是在一定环境条件下由微生物（主要是细［２］ＭＢＲ工艺的推广应用．菌）分泌于体外、相互粘附的有机高分子聚合物，活性污泥ＥＰＳ（ＥｘｔｒａｃｅｌｌｕｌａｒＰｏｌｙｍｅｒｉｃＳｕｂ－其结构组成因微生物的不同而不同．［３－４］ｓｔａｎｃｅ，胞外聚合物）被认为是形成膜污染的主要物有学者通

4、过对ＥＰＳ的研究提出ＥＰＳ可以质，因此，对ＥＰＳ的研究是ＭＢＲ膜污染防治的一个分为溶解型ＥＰＳ（ＳｏｌｕｂｌｅＥＰＳ，Ｓ－ＥＰＳ）和结合型关键．近年来，关于ＥＰＳ各个方面的相关研究非常ＥＰＳ（ＢｏｕｎｄＥＰＳ，Ｂ－ＥＰＳ）两个部分，如图１所示，之多，其中一些结论已得到普遍认同，但仍存在诸多这也是多数学者所公认的一种ＥＰＳ空间结构模型．不尽相同或不够透彻的研究结论，因此需要建立更其中，Ｓ－ＥＰＳ是微生物代谢及自溶等产生的大分子加统一的标准以便于研究成果的比较．此外，还应创物质，游离于溶液中．此外，溶解性细胞微生物产物新研究方法，进行更

5、深入的研究，以找出ＭＢＲ中（ＳｏｌｕｂｌｅＭｉｃｒｏｂｉａｌＰｒｏｄｕｃｔｓ，ＳＭＰ）的成分与ＥＰＳ［１］ＥＰＳ的最佳提取及分析方法，有效防治膜污染．大致相同，在前期研究中ＥＰＳ和ＳＭＰ的概念经常为此，本文拟在介绍ＥＰＳ的类型、空间结构、对发生重叠，这种概念的模糊对膜污染机理的认识造［５］活性污泥特性的影响以及其与膜污染的关系的基础成了较大的障碍，根据Ｌａｓｐｉｄｏｕ等提出的关于上，对活性污泥中ＥＰＳ的提取方法及分析方法进行ＥＰＳ、ＳＭＰ、活性生物和惰性生物的统一理论认为了总结分析，以便更好地揭示膜污染机理，为ＥＰＳＳ－ＥＰＳ与ＳＭ

6、Ｐ属同一种物质．Ｂ－ＥＰＳ是一类附着收稿日期：２０１４－０７－３０；修改稿收到日期：２０１４－１２－１２基金项目：中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目；淡水生态与生物技术国家重点实验室开放课题（Ｏ９５Ｃ０２ＡＦ０１）；国家重点实验室专项经费自主研究项目（２０１１ＦＢＺ０８）第一作者简介：刘子森（１９９１－），女，山东潍坊市人，硕士，研究方向为环境生物技术、废水与废弃物资源化新技术研究等．＊通讯作者，Ｅ－ｍａｉｌ：ｗｕｚｂ＠ｉｈｂ．ａｃ．ｃｎ，ｅｒｘｉａｏ＠ｉｈｂ．ａｃ．ｃｎ·１０４·膜科学与技术第３５卷于细胞壁上的包囊聚合物，

7、根据分离难易程度及其ｇＭＬＳＳ增至７．９０ｍｇ／ｇＭＬＳＳ时，ＳＶＩ由６４ｍＬ／ｇ空间分布，Ｂ－ＥＰＳ又可分为松散结合ＥＰＳ（Ｌｏｏｓｅｌｙ增至３４２ｍＬ／ｇ，且ＬＢ－ＥＰＳ中的多糖浓度较蛋白质［１２］ＢｏｕｎｄＥＰＳ，ＬＢ－ＥＰＳ）和紧密结合ＥＰＳ（Ｔｉｇｈｔｌｙ浓度与ＳＶＩ有更好的相关性．闫海波等研究发ＢｏｕｎｄＥＰＳ，ＴＢ－ＥＰＳ）．现，随着ＥＰＳ浓度的增大，反应器上清液的浊度变大，污泥絮凝性变差（浊度：０．７４～１８．４１ＮＴＵ）；刘［］强等进一步研究发现，ＬＢ－ＥＰＳ较ＴＢ－ＥＰＳ对活性污泥絮凝沉降性的影响更为明显（浊度：

8、５～８ＮＴＵ），且ＬＢ－ＥＰＳ中多糖是影响活性污泥絮凝性能的主要物质．２．２ＥＰＳ对活性污泥疏水性和表面电荷的影响污泥的表面电荷（Ｚｅｔａ电位）和相对疏水性都图１ＥＰＳ的空间结构是污泥絮体表面性质的重要表征参数，是表征污泥Ｆｉｇ．１Ｓ