专利名称：一种去除活性污泥中高等微生物及求其耗氧速率的方法
技术领域：
本发明涉及一种去除废水生物处理系统活性污泥中高等微生物及求其耗氧速率
的方法。
背景技术：
污水生物处理凭借低耗、高效的突出优点被广泛应用于污水处理，以活性污泥法 为代表的污水生物处理工艺在水污染防治方面已取得了巨大成功，但是并不是完美无缺， 实践中有很多例子证明现在的污水生物处理系统存在严重问题，污水生物处理系统以生物 技术为基础，因此污水生物处理系统中的许多问题从根本上说是对生物处理过程认识不 足。其中之一便是高等微生物(包括原生动物和后生动物)在活性污泥中的活性[1—2]。
在污水生物处理系统中存活有相当数量的高等微生物，其中以原生动物为主。研 究人员发现原生动物约占活性污泥总干重的5%，而每毫升活性污泥约有50， 000个原生动 物细胞，其中又大约有70%的原生动物为纤毛虫[3]。通常，高等微生物被认为是污水生物 处理系统出水水质的指示性微生物。对此，在活性污泥工艺和生物膜工艺中都作了大量的 研究。近几年来，随着剩余污泥问题的日益严重，高等微生物对细菌的捕食作用开始受到重 视。 高等微生物需要捕食细菌以实现自身生长和细胞维持，因而将引起污水生物处理 系统中生物体总量的减少，因此是污水生物处理系统的内源过程主要内容之一 [1—2]。高等微 生物(原生动物和后生动物)对细菌的捕食也是污水生物处理系统内细胞衰减的一个重要 因素，这一点现在已引起了人们的高度重视[4]。显然，高等微生物的捕食作用在污水生物处 理系统中扮演着重要却又复杂的角色，所以需要进行更深入的研究。 然而，到目前为止，关于污水生物处理系统中高等微生物捕食过程的代谢机制尚 不明确，且尚无有效的方法用于测定高等微生物的作用。 一些化学物质(如cycloheximide 和nystain)曾经被用作抑制剂，以去除系统中的高等微生物，从而通过对比方法来分析捕 食过程对系统的作用[5'6]。但是，实验中发现这些抑制剂并不能够有效抑制所有种类的高等 微生物，并且反应时间较长。还有一些研究人员通过向泥样中加入某些特定种类高等微生 物的方法来测定捕食速率[7]。但是所加入的高等微生物主要是一些后生动物，并不代表污 水生物处理系统内最常见最大量的原生动物，因而所测得的捕食速率也不能代表污水生物 处理系统中真实的捕食速率。Moussa等人[8]在研究盐类对硝化过程的影响时发现，NaCl能 够短时间有效地抑制硝化系统内的高等微生物，但是一段时间后高等微生物会恢复活性， 且用于异养系统时在抑制高等微生物的同时异养菌也受到很大影响。总之，目前还没有有 效的去除或抑制活性污泥中高等微生物的方法，更谈不上测定其耗氧速率，量化其活性了 。
发明内容
为了解决去除活性污泥中高等微生物进而测定其耗氧速率的问题，本发明利用机 械破碎方法有效地从污泥中去除高等微生物，并能够测定其耗氧速率。该方法对高等微生物的去除率达可达100%，同时对活性污泥中细菌、污泥絮体基本无影响，适用于来自不同 污水处理工艺的所有活性污泥样品。 为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的，步骤如下 a.取待测活性污泥样品，一部分活性污泥用以测定原泥MLVSS， 0UR原泥，SV。另一
部分活性污泥利用KA"T18basic分散机破碎，其基本参数为T18基本型主机、S18N-10G分
散刀头，所选取的转速为24000转/min。该配置分散机可以将活性污泥中粒径较大的高等
微生物破碎并去除，且粒径较小的主要种类细菌不受影响。分散机选择上可选性能相同的
同类产品。破碎过程中进行活性污泥的显微镜观察，计数原后生动物数量，直至原后生动物
去除率达100%后停止破碎。破碎后活性污泥执行步骤b ; b.对破碎处理后活性污泥进行10000转/min的转速离心3分钟。离心后的破碎 处理活性污泥静沉30min左右，用玻璃棒轻轻搅起活性污泥，搅拌均匀后测此时的SV值、 MLVSS。该步目的是使破碎处理活性污泥絮体SVI恢复至原泥状态，且絮体基本可以恢复原 泥状态。 c.测定破碎处理活性污泥絮体SVI恢复后的OUR离心恢复，计算OUR高等微生物二 OUR原泥-OUR离心恢复，OUR高等微生物即高等微生物的耗氧速率。 上述方案中，所述步骤a中，破碎所用时间因所破碎活性污泥的体积、原后生动物 的含量而异，通过取样观察计数可知完全去除原后生动物所需破碎时间。另外，为了防止破 碎产热带来的温度变化，破碎在恒温水浴中进行。
上述方案中，所述步骤a之前，还进一步包括以下步骤 由于所测耗氧速率为最大耗氧速率，因此要确定所取活性污泥样品处于内源呼吸 阶段。如对活性污泥样品进行OUR测定，OUR变化近0，则污泥样品处于内源呼吸阶段，执行 所述步骤a ;否则继续曝气活性污泥样品，至OUR变化近0时。 本发明的有益效果是，可以有效去除活性污泥中高等微生物，同时能准确地测定 高等微生物的耗氧速率。从而为理论研究和工程应用中量化高等微生物的活性提供有效手 段。 参考文献 [l]Mason， C. A. ， Hamer， G. ， Bryers， J. D. ， 1986. The death and lysis ofmicroorganisms in environmental processes. FEMS Microbiol. Rev. ，39，373—401.
[2]Van L o o s dr e c h t ， M. C. M. ， H e n z e ， M. ， 1 9 9 9 . Ma i n t e n an c e ， endogenousrespiration，lysis，decay and predation. Water Sci. Tech. ，39(1)，107-117.
[3]Madoni， P. ，1994. A sludge biotic index (SBI)for the evaluation ofthe biological performance of activated sludge plants based on themicrofauna analysis. Water Res. ，28，67_75. [4]Ratsak， C. H. ， Maarsen， K. A. ， Kooijman， A. L. M. ， 1996. Effects ofprotozoa on carbon mineralization in activated sludge. Water Res. ，30(1)，1-12.
[5]Lee，N. M. ，Welander，T. ，1994. Influence of predators on nitrificationin aerobic biofilm processes. Water Sci.Technol. ，29，355—363. [6]Lee， Y. ， Oleszkiewicz， J. A. ， 2003. Effects of predation and ORPconditions on the performance of nitrifiers in activated sludge systems.Water Res. ，37(17)，4202-4210. [7]Liang， P. ， Huang， X. ， Qian， Y. ， Wei， Y. ， Ding， G. ，2006. Determinatio薩d comparison of sludge reduction rates caused by microf肌nas' predation. Bioresour. Technol. ，97，854—861. [8]Moussa， M. S. ， Lubberding， H. J. ， Hooi jmans， C. M. ， vanLoosdrecht， M. C. M.， Gijzen， H.J. ，2003. Improved methodfor determination of ammoniaand nitrite oxidationactivities in mixed bacterial cultures. Appl. Microbiol. Biotechnol. ，63， 217-221.
权利要求
一种去除活性污泥中高等微生物及求其耗氧速率的方法，其特征在于，处理步骤如下a.利用分散机对活性污泥进行机械破碎处理去除高等微生物，待高等微生物去除率达100％后停止破碎过程。b.离心机械破碎法处理的活性污泥，使其SVI恢复至原泥状态。c.破碎并离心恢复后的活性污泥OUR离心恢复，求算高等微生物最大呼吸速率OUR高等微生物＝OUR原泥-OUR离心恢复。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，使用KA⑧T18basic分散机，其主要配置为T18基本型主机、S18N-10G分散刀头，所选取的转速为24000转/min。分散机选择上可选性能相同的同类产品。所用机械破碎时间因活性污泥的体积、原后生动物的含量而异，通过取样显微镜观察计数可知完全去除高等微生物所需时间。另外，为了防止破碎过程产热带来的温度影响，机械破碎在恒温水浴中进行。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a之前，包括以下步骤由于所测耗氧速率为最大耗氧速率，因此要确定所取活性污泥样品处于内源呼吸阶段。如对活性污泥样品进行OUR测定，OUR变化近0，则污泥样品处于内源呼吸阶段，执行所述步骤a ;否则继续曝气活性污泥样品，至OUR变化近0时。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，对分散后活性污泥进行离心。离心后静沉破碎处理活性污泥。静沉后用玻璃棒轻轻搅起活性污泥，搅拌均匀后测此时的SV值、MLVSS。使破碎处理活性污泥絮体SVI恢复至原泥状态。离心和静沉时间因原泥和经破碎并离心恢复后的活性污泥SVI情况而确定。
全文摘要
本发明公开了一种利用机械破碎法去除活性污泥中高等微生物(包括原生动物和后生动物)及求其耗氧速率(OUR)的方法，其主要处理步骤为a.利用分散机对活性污泥进行机械破碎处理，待高等微生物去除率达100％后停止破碎。执行步骤b；b.离心机械破碎法处理后的活性污泥，使其SVI恢复至原泥状态后，执行步骤c；c.测定经破碎并离心恢复后的活性污泥OUR离心恢复，求算高等微生物耗氧速率OUR高等微生物＝OUR原泥-OUR离心恢复。采用本发明能有效去除活性污泥中的高等微生物，并且对活性污泥中主要种类细菌、污泥絮体基本无影响，可以准确求得活性污泥中高等微生物的耗氧速率。
文档编号C02F3/12GK101712507SQ20081016771
公开日2010年5月26日 申请日期2008年10月6日 优先权日2008年10月6日
发明者吉晓英, 张向萍, 曹亚莉, 郝晓地 申请人:北京建筑工程学院