[发明专利]基于厌氧膜生物反应器处理市政污水过程中利用群体感应抑制剂呋喃酮减缓膜污染的方法

说明书

本申请公开了基于厌氧膜生物反应器处理市政污水过程中利用群体感应抑制剂呋喃酮减缓膜污染的方法，采用完全混合式的厌氧膜生物反应器（AnMBR）处理市政污水，在AnMBR的厌氧反应器内接种含有厌氧菌种的厌氧絮状污泥，所述厌氧菌种主要包括Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidota、Chloroflexi和Synergistota等；市政污水中预先加入呋喃酮并混合均匀，然后进入AnMBR的厌氧反应器内，搅拌下进行厌氧降解处理，同时在抽吸泵的作用下通过平板膜组件的过滤作用，持续排出处理后的清水。本发明基于AnMBR处理市政污水，且有效减缓AnMBR的膜污染，有望推动该技术的广泛应用。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种基于厌氧膜生物反应器处理市政污水过程中利用群体感应抑制剂呋喃酮减缓膜污染的方法。

背景技术

利用厌氧膜生物反应器（AnMBR）处理市政污水具有污泥产量低，出水水质好，污染物去除效率高等优点。但是，膜污染问题增加了AnMBR的运行成本，成为限制AnMBR处理市政污水广泛应用的主要障碍之一。因此，如何有效地减缓AnMBR的膜污染成为当前的研究热点。

群体感应（QS）是微生物细胞间交流的方式，能够促进生物膜的形成，因此与膜的生物污染密切相关。近年来，基于微生物QS理论的群体淬灭（QQ）技术被认为能从源头上抑制生物膜的形成，并逐渐用于膜生物反应器膜污染的控制。

目前关于QQ技术的研究主要集中在通过投加QQ微生物灭活信号分子，抑制EPS的产生和生物膜的形成。但目前所用的QQ微生物方法抑制膜污染的不足之处在于，QQ微生物培养周期长、不稳定，细胞固定化技术难度大、成本高等问题。基于微生物群体感应淬灭技术减缓膜污染的其他途径的研究亟待进一步开展。

已有研究指出呋喃酮作为一种群体感应抑制剂，可以通过与自身诱导剂的受体竞争性地结合，干扰微生物QS系统，从而有效抑制微生物形成生物膜。文献（Water research,2013, 47(3): 1049-1059）报道了呋喃酮能够有效抑制铜绿假单胞菌生物膜的形成。文献（Mycopathologia, 2019, 184(3): 403-411）报道了呋喃酮能够有效地抑制非白色念珠菌生物膜的形成，并且对多种AHL信号分子的表达都具有抑制作用。但是，这些都仅仅是针对食品或者医疗器械相关微生物的生物膜控制，而AnMBR复杂微生物系统的膜污染控制的研究还鲜有报道。

发明内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于厌氧膜生物反应器处理市政污水过程中利用群体感应抑制剂呋喃酮减缓膜污染的方法，旨在进一步减缓AnMBR的膜污染，推动基于AnMBR处理市政污水技术的广泛应用。

本发明提出一种利用呋喃酮减缓厌氧膜生物反应器膜污染的方法，该方法是通过在完全混合式AnMBR中投加一定量的呋喃酮，改善了厌氧絮状污泥混合液的特性，能够有效改善膜污染问题，延长了膜清洗周期及膜的使用寿命，从而降低了能耗和运行成本，推动基于AnMBR处理市政污水技术的广泛应用。

所述的一种基于厌氧膜生物反应器处理市政污水过程中利用群体感应抑制剂呋喃酮减缓膜污染的方法，其特征在于：采用完全混合式的厌氧膜生物反应器AnMBR处理市政污水，AnMBR包括内含浸没式膜组件的厌氧反应器，膜组件的出水口通过管路连接有抽吸泵，膜组件的出水口与抽吸泵之间的管路上设有压力表，厌氧反应器上还设有用于对其内部混合液进行搅拌的搅拌器；

在市政污水处理过程中，厌氧反应器内接种含有厌氧菌种的厌氧絮状污泥，所述厌氧菌种包括Proteobacteria、Firmicutes、Bacteroidota、Chloroflexi和Synergistota；市政污水中预先加入呋喃酮并混合均匀，然后通入到厌氧反应器内，搅拌下进行厌氧降解处理，同时在抽吸泵的抽吸作用下通过膜组件的过滤作用，持续排出处理后的清水。