一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法

一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法
【专利摘要】本发明公开了一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法，属于生物量测定方法领域。其步骤为：1)停止生物滤池运行，落干后，清水慢速由出水管自下而上进水，至充满滤池和测压管，停止出水和进水；2)将进水方式改为自上而下滴滤，使滤池一直处于溢流状态；3)待各测压管液面下降稳定后，测出每个测压管中液面的水头高度；4)得到测压管水头和填料高度的折线图，将斜率一致的区间设为一个水力分区；5)获得每一个水力分区的生物量Mi，求和，得出滤池填料中的总生物量：本发明水头的测定可以直观反映出微生物在滤池内部纵向上的分布情况。尽可能减小了由于取样而造成的系统误差，同时节约了工作量。本发明所用测压管构造简单，使用方便，取样方式安全。
【专利说明】一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种总生物量的确定方法，一种颗粒填料生物滤池生物膜总生物量的确定方法，通过滤池不同高度测压管水头分析确定滤池中生物量梯度分布的水力分区，再通过平板计数法分别测算每一水力分区中生物量，累加后确定生物滤池总生物量。
【背景技术】
[0002]生物滤池是以土壤自净原理为依据，在污水灌溉的实践基础上，逐步发展起来的人工强化生物处理技术，已有百余年应用发展史。污水长时间以滴状喷洒在块状滤料层的表面上,在污水流经的表面形成一种微生物高度密集的物质，即生物膜。生物膜是由各种病毒、细菌、真菌、藻类、原生动物和后生动物组成的生态系统，其中细菌是生物膜的主要组成部分。生物膜中细菌以化能异养型为主，包括好氧菌、兼性厌氧菌和厌氧菌。因此生物膜中可进行好氧呼吸和无氧发酵，微生物的代谢类型较活性污泥更加多样化。生物膜上的微生物摄取流经污水中的有机 污染物物作为营养，从而使污水得到净化，微生物自身也得到繁衍增殖。随着微生物量的不断增加，生物膜逐渐增厚，水体中的溶解氧不能扩散到生物膜的内层，兼性厌氧和厌氧菌开始生长繁殖，使生物膜附着在载体表面的能力下降，同时加上水力剪切和其他生物的活动，老化生物膜脱落和更新。这样，在生物滤池内部，微生物形成了增长和衰亡的动态平衡。
[0003]评价生物滤池生物膜微生物生长状况时，生物量是一个重要的指标,其测定方法可分为两类:直接法和间接法。直接法通过稀释、培养等方法直接数出样品中的细菌个数，包括显微镜计数法、稀释平板菌落计数法、比浊法等。间接法主要包括称重法、定氮法、DNA含量的测定及ATP荧光检测法。
[0004]目前国内外对于生物滤池中总生物量的评估，通常采用均匀分段采样或取平均值的方法，由于微生物在填料单元纵向上的分布呈连续不均匀性，该方法可以通过增加取样点的方式减小计算误差，但是取样点越多，对滤池内填料结构的影响也越大，进而打破滤池内原有的生长平衡状态，影响生物滤池工艺研究的延续性。因此在滤池中总生物量测算过程中，如何尽可能减小系统误差是一个不容忽视的问题。
[0005]在生物滤池的运行过程中，通常采用达西定律测定渗透系数，以其作为衡量生物滤池堵塞程度的指标(Butterfield, P.ff., et al.Modified enzymeactivity assay to determine biofilm biomass.Journal of microbiologicalmethods, 2002, 50(1):23-31.)。在测量计算过程中，水头损失作为一个中间值，直观地显示了堵塞程度的高低，也被研究者用来衡量堵塞的程度(Karrabi，Μ.，et al.1nvestigationof hydrodynamic/biomass growth coupling in a pilot scale granular bioreactor atlow pore Reynolds number.Chemical Engineering Science, 2011，66(8):1765-1782.)。在本发明申请前，并未有文献公开采用水头损失确定生物滤池中总生物量的方法，对于本领域技术人员而言，采用均匀分段采样或取平均值的方法只是近似地估算，并不能准确地得出滤池中微生物的总量。
【发明内容】

[0006]1、发明的目:针对现有的生物滤池中总生物量的难以确定的现状，本发明提供一种颗粒填料生物滤池内总生物量的确定方法，解决现有测算方法中为减少系统误差而增加取样点个数进而影响滤池填料结构的问题。
[0007]2、
【发明内容】

[0008]本发明的原理:由于生物滤池的堵塞主要由微生物的净增长所引起，水头损失可以在不影响填料结构的前提下直观地反映出生物滤池中微生物量的分布情况，从而为生物量测算的区段划分提供有益的参考。通过生物滤池装置不同高度测压管水头分析，得出生物滤池纵向上生物量梯度分布的水力分区，再根据水力分区确定的生物量测算区段内少量填料样品采集，利用平板计数法测定活性微生物的细菌总数，折算成各个水力分区的生物量，累得出整个生物滤池中总生物量。
[0009]一种颗粒填料生 物滤池总生物量的确定方法:
[0010]I)停止装置运行，落干后，清水慢速由出水管自下而上进水，流速不应影响填料内微生物分布。至充满滤池和测压管，关闭出水管阀门，停止进水。
[0011]2)将进水方式改为自上而下滴滤，通过控制出水流速使滤池一直处于溢流状态，溢流液由溢流管排出。
[0012]3)待各测压管液面下降稳定后，测出每个测压管中液面的水头高度。
[0013]4)以测压管水头为纵坐标、填料高度为横坐标作图，得到测压管水头和填料高度的折线图，将斜率一致的区间设为一个水力分区。
[0014]5)获得每一个水力分区的生物量Mi,求和，得出滤池填料中的总生物量:
【权利要求】
1.一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法，其步骤为: 1)停止生物滤池运行，落干后，清水慢速由出水管自下而上进水，流速不应影响填料内微生物分布，至充满滤池和测压管，关闭出水管阀门，停止进水； 2)将进水方式改为自上而下滴滤,通过控制出水流速使滤池一直处于溢流状态,溢流液由溢流管排出； 3)待各测压管液面下降稳定后，测出每个测压管中液面的水头高度； 4)以测压管水头为纵坐标、填料高度为横坐标作图，得到测压管水头和填料高度的折线图，将斜率一致的区间设为一个水力分区； 5)获得每一个水力分区的生物量Mi,求和，得出滤池填料中的总生物量:
2.根据权利要求1所述的一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法，其特征在于在生物滤池纵向均匀部署若干个测压管，以测不同高度的水头，以代表相邻测压管之间区域的水头。
3.根据权利要求1所述的一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法，其特征在于在生物滤池上部设有进水管和溢流管，下部设有出水管。
4.根据权利要求2或3所述的一种颗粒填料生物滤池总生物量的确定方法，其特征在于在生物滤池纵向均匀部署8测压管。
【文档编号】C12Q1/06GK103966303SQ201410224756
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】吴军, 高雅, 张旋, 王敏, 韩诚, 张艺, 李俊, 张浩然 申请人:南京大学