印染废水生物处理系统活性污泥性质的检测方法比较研究

论文摘要

能够评价印染废水生物处理系统中活性污泥性质的指标很多，通常用混合液悬浮固体浓度（MLSS）、混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）、污泥沉降比（SV30）、污泥容积指数（SVI）、污泥龄（TS）等常规指标来衡量。随着研究的深入及测量技术的进步，用MLSS（或MLVSS）和SV30来衡量印染废水处理系统中活性污泥性质有时不够确切，因为MLSS（或MLVSS）中也包括了与净化无关的非活性物质在内，即不能将活的细胞与有机残体（如已经死亡的微生物残体）区分开；而当活性污泥发生膨胀时，用SV30来评判活性污泥的性质，也会有较大的误差。所以在某些状态下用这些常规指标来衡量印染废水生物处理系统中活性污泥的性质是不够全面的，有必要用其他的方法来补充。由于印染废水的处理效率与活性污泥中微生物的活性密切相关。微生物活性越大，处理效果就越好，反之，效果就越差。为此，人们开始尝试用脱氢酶活性（DHA）和三磷酸腺苷（ATP）等微生物指标来反映印染废水生物处理系统中活性污泥的性质。本试验以印染废水生物处理系统中完全混合式曝气池和推流式曝气池中的活性污泥为研究对象，选取常规指标和三磷酸腺苷（ATP）、脱氢酶活性对活性污泥的性质进行测定。通过研究活性污泥中微生物的脱氢酶活性、ATP含量以及常规指标的大小与活性污泥代谢状态的关系，确定当活性污泥处于不同代谢状态时用哪种方法能更准确地反映其实际代谢状态。选取温度、沉降比、污泥浓度、污泥容积指数、pH值和DO值、水力停留时间、曝气量等作为影响印染废水生物处理系统中活性污泥性质的主要环境因素，通过单因素试验确定活性污泥处于不同代谢状态下用何种方法检测更合适。用印染废水的COD去除率来评判活性污泥对印染废水的处理效果。研究结果表明，当活性污泥的SV在20%35%变化时，用ATP法和TTC-脱氢酶活性法都可以较准确地反映出活性污泥中微生物的实际代谢状态；当SV在35%50%变化时，用ATP法检测活性污泥中微生物的代谢状态更加接近真实情况。MLSS在1.52.25g·L-1时，用TTC-脱氢酶活性法和ATP法检测都比较可靠，当MLSS在2.25g·L-1以上时，用TTC-脱氢酶活性法检测更合适。当SVI大约在125150mL·g-1之间时，用TTC-脱氢酶活性法和ATP法检测都可以反应活性污泥的实际代谢状态，当SVI在超过150mL·g-1时，用ATP法更加接近真实情况。当pH值在69范围变化时，用TTC-脱氢酶法检测更准确。当DO浓度值在2.04.5mg·L-1时用脱氢酶活性法更能反映活性污泥的实际代谢状态，当DO浓度值大于4.5mg·L-1时，用脱氢酶活性法和ATP法都可以检测活性污泥的代谢状态。检测印染废水生物处理系统推流式曝气池中的活性污泥经0h，2h，4h，6h，8h和10h的水力停留时间后的性质，发现用ATP法和TTC-脱氢酶活性法检测的结果都和活性污泥对COD的去除率比较吻合。而当活性污泥发生膨胀时，活性污泥的SV随MLSS的改变不太明显，但ATP法和脱氢酶活性法的检测结果同MLSS的变化基本一致，并同对应状态下活性污泥对COD的去除率也基本吻合，故用ATP法和TTC-脱氢酶活性法检测不同水力停留时间后的活性污泥性质比较合适。检测不同泥水比例的活性污泥性质发现：从一定量的活性污泥溶液中提取出来的ATP含量和由脱氢酶催化反应生成的TF含量随泥水比例的下降也呈下降趋势，但从单位浓度活性污泥中提取出的ATP和反应生成的TF的量来看，并不呈下降趋势，而是在污泥浓度为3.05.5g·L-1时比较大。COD去除率也随泥水比例的下降而降低，但是单位浓度活性污泥的COD去除率却在污泥浓度为2.03.0g·L-1之间比较大。说明当活性污泥的浓度相对较小时，活性污泥中微生物的代谢更旺盛，活性更大。当曝气量大于4mL·s-1或者小于1.5mL·s-1时，ATP的吸光度值较小，而TF吸光度值变化不太明显。当曝气量在24mL·s-1变化时，TF吸光度值的变化和COD去除率的变化基本一致，而当曝气量大于4mL·s-1时，COD去除率又与ATP吸光度值的变化基本吻合，而且和MLSS的变化也基本吻合。所以当曝气量在24mL·s-1变化时，用脱氢酶活性法检测更加准确，当曝气量大于4mL·s-1时，用ATP法来检测活性污泥的性质更加接近活性污泥真实情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 印染废水处理现状及发展趋势
• 1.1.1 印染废水来源及水质
• 1.1.2 印染废水处理方法
• 1.2 活性污泥法在印染废水处理中的应用与发展
• 1.2.1 活性污泥法的基本概念
• 1.2.2 活性污泥法的基本流程
• 1.2.3 活性污泥的性能指标
• 1.3 活性污泥检测方法
• 1.3.1 活性污泥检测方法概述
• 1.3.2 活性污泥检测方法的研究现状与发展趋势
• 1.4 本课题的目的和意义及主要内容
• 1.4.1 本课题研究的目的和意义
• 1.4.2 本课题研究的主要内容
• 2 实验设计与方法
• 2.1 实验材料与试剂
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验药品以及实验试剂的配制
• 2.2 实验装置和设备
• 2.2.1 实验装置
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验方案
• 2.3.1 微生物代谢状态的检测方法
• 2.3.2 试验装置设计与污泥驯化
• 3 结果与讨论
• 3.1 标准曲线的绘制
• 3.1.1 TTC-脱氢酶活性法标准曲线的制备
• 3.1.2 ATP 法标准曲线的制备
• 3.2 脱氢酶活性的测定
• 3.2.1 培养温度与脱氢酶活性的关系
• 3.2.2 培养时间与脱氢酶活性的关系
• 3.2.3 pH 值与脱氢酶活性的关系
• 3.2.4 曝气量与脱氢酶活性的关系
• 3.2.5 溶解氧与脱氢酶活性的关系
• 3.2.6 结论
• 3.3 完全混合式曝气池活性污泥性质检测方法的比较
• 3.3.1 SV 和活性污泥性质的关系
• 3.3.2 MLSS 和活性污泥性质的关系
• 3.3.3 SVI 和活性污泥性质的关系
• 3.3.4 pH 值和活性污泥性质的关系
• 3.3.5 DO 浓度和活性污泥性质的关系
• 3.3.6 结论
• 3.4 推流式曝气池中活性污泥性质检测方法的比较
• 3.4.1 不同水力停留时间对活性污泥代谢状态的影响
• 3.4.2 不同泥水比例对活性污泥代谢状态的影响
• 3.4.3 不同曝气量对活性污泥代谢状态的影响
• 3.4.4 结论
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表文章
• 致谢