濰坊日麗環(huán)保閆雪為您簡介活性污泥微生物厭氧和好氧毒性研究

  酚類物質(zhì)是工業(yè)廢水中常見的有毒污染物，大多城市污水處理廠收納各種工業(yè)廢水〔1〕，酚類有機物進(jìn)入污水處理廠生化處理系統(tǒng)后會傷害活性污泥菌體的細(xì)胞膜，對微生物產(chǎn)生抑制與毒害作用〔2〕，影響污水處理廠的正常運行。因此有必要研究確定廢水中這些有機污染物對活性污泥的抑制閾值，以控制其在進(jìn)水中的含量，大限度地減少此類有毒物質(zhì)對污水處理廠的沖擊。

　　2，4-二叔丁基*是某污水 處理廠檢出的含量較高的一種有機污染物〔3〕，其是精細(xì)化工產(chǎn)品的重要中間體〔4〕。2，4-二叔丁基*對某些植物和土壤微生物均可產(chǎn)生顯著影響〔5〕，但是有關(guān)2，4-二叔丁基*對活性污泥微生物毒性抑制的研究國內(nèi)外未見。因此筆者通過厭氧產(chǎn)甲烷〔6, 7〕和活性污泥呼吸抑制試驗〔8〕來分別研究不同質(zhì)量濃度的2，4-二叔丁基*對活性污泥微生物的厭氧毒性和好氧毒性，以期為污水處理廠的穩(wěn)定運行和對進(jìn)水水質(zhì)的管理要求提供理論支持。

　　1 材料與方法

　　1.1 實驗材料

　　2，4-二叔丁基*(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.5%)，百靈威科技有限公司;好氧活性污泥取自石家莊某污水處理廠氧化溝曝氣池;厭氧接種污泥取自上述污水廠厭氧反應(yīng)池。

　　1.2 實驗儀器

　　3K-15型高速冷凍離心機，美國SIGMA公司;ProODO溶解氧測定儀，美國YSI公司;HJ-6型磁力加熱攪拌器，常州國華電器有限公司;曝氣裝置、厭氧產(chǎn)甲烷裝置，自制。

　　1.3 厭氧產(chǎn)甲烷實驗

　　(1)實驗用水。由超純水、葡萄糖、營養(yǎng)液和微量元素混合配制，配制時每克COD加入營養(yǎng)液和微量元素各1 mL。

分別選用容積為500 mL 的科研葡萄糖瓶作為反應(yīng)瓶和堿液吸收瓶，瓶口用科研橡皮塞密封。采用恒溫水浴鍋加熱，溫度控制在35 ℃左右。經(jīng)過厭氧消化，反應(yīng)瓶中的有機物被降解產(chǎn)生甲烷和二氧化碳?xì)怏w，氣體沿導(dǎo)管進(jìn)入裝有0.1 mol/L NaOH溶液的吸收瓶，二氧化碳被吸收，甲烷存留在堿液吸收瓶中，采用排水法測定甲烷產(chǎn)生量。

　　(3)實驗操作。取一定量離心洗滌過的接種污泥加入500 mL反應(yīng)瓶中，然后加入一定量的葡萄糖、營養(yǎng)母液、微量元素和受試物，用超純水定容至500 mL混勻，使反應(yīng)液的COD為1 000 mg/L、污泥VSS為1 500 mg/L，并加入適量NaHCO3調(diào)節(jié)瓶內(nèi)反應(yīng)物的pH至7.0左右。實驗以不含有毒物質(zhì)的葡萄糖培養(yǎng)液為對照樣，故對照樣不加受試物，其他組成與受試樣相同，測定條件也*相同。

　　向各反應(yīng)瓶中通入CH4，排走體系中的O2，從而使反應(yīng)瓶內(nèi)達(dá)到厭氧條件。同時可使CH4在反應(yīng)液體中達(dá)到飽和，減少實驗系統(tǒng)誤差。按圖 1連接好管路，并在管路上安裝單向閥，防止堿液倒吸進(jìn)入反應(yīng)瓶影響微生物活性。密封瓶口，將反應(yīng)瓶置于恒溫水浴中，計時啟動實驗。每24 h記錄各反應(yīng)瓶不同時刻的甲烷產(chǎn)量，每次讀數(shù)后搖動反應(yīng)瓶，使基質(zhì)與厭氧污泥充分接觸。實驗測定時間為5 d。

　　(4)分析方法。厭氧毒性即是確定某種有毒物質(zhì)在一定濃度下使厭氧污泥中甲烷菌的產(chǎn)甲烷活性下降的程度。有毒物質(zhì)對甲烷菌的抑制強度用相對活性(RA)來表示，可用式(1)計算。

　　RA為75%～95%表示輕度抑制，40%～75%表示中度抑制，<40%表示重度抑制〔9〕。RA數(shù)值的高低可反映出甲烷菌受有毒物質(zhì)的抑制程度，RA越大表示毒性越小，RA越小則毒性越大。

　　實驗數(shù)據(jù)用Origin 8.5軟件處理，通過Logistic模型方程〔10〕擬合得到質(zhì)量濃度對相對活性的曲線，據(jù)此來定量表征2，4-二叔丁基*對厭氧微生物的毒性，并結(jié)合式(1)評價不同質(zhì)量濃度的2，4-二叔丁基*對厭氧微生物的抑制程度。

　　1.4 好氧呼吸抑制實驗

　　(1)營養(yǎng)液的配制。取蛋白胨16.0 g、牛肉膏11.0 g 、尿素3 g、氯化鈉0.7 g、二水氯化鈣0.4 g、*2.8 g，用超純水溶解搖勻定容至1 L。

　　(2)活性污泥微生物接種液的配制。實驗所用好氧活性污泥取自石家莊某污水處理廠的氧化溝曝氣池，取回實驗室后用超純水洗滌、離心，以消除曝氣池中污泥吸附的外源基質(zhì)對測定結(jié)果的影響。取少量洗滌后的污泥干燥、稱重，計算出實驗所需污泥量。配制質(zhì)量濃度為4 g/L的活性污泥懸浮液待用。

　　(3)實驗操作。取200 mL上述活性污泥接種液，加入16 mL營養(yǎng)液及不同量受試物儲備液，稀釋至500 mL混勻，得到一系列含不同質(zhì)量濃度受試物的實驗溶液。將實驗溶液在(20±2) ℃下曝氣培養(yǎng)3 h，曝氣量控制在0.5 ~1 L/min。3 h后停止曝氣，立即將實驗溶液混勻并注滿裝入轉(zhuǎn)子錐形瓶，插入溶解氧測定儀，保證沒有氣泡并有少量實驗液溢出以達(dá)到水封目的。將錐形瓶置于磁力加熱攪拌器上，恒溫20 ℃。計時啟動，每隔1 min自動記錄1次溶解氧數(shù)值，待溶解氧降至1 mg/L時，停止實驗。

　　(4)分析方法。根據(jù)溶解氧測定值繪制溶解氧與測定時間的關(guān)系曲線，并對曲線進(jìn)行線性回歸得到其斜率，即為待測廢水的活性污泥耗氧速率R。受試物呼吸抑制率Rin可用式(2)表示。

　2 結(jié)果與討論 

　　2.1 厭氧毒性實驗結(jié)果與分析

　　在反應(yīng)液COD為1 000 mg/L、污泥VSS為1 500mg/L 、反應(yīng)溫度為35 ℃，2，4-二叔丁基*質(zhì)量濃度分別為10、50、100、 200、400 mg/L時，甲烷累計產(chǎn)量變化趨勢如圖 2所示。從圖 2可以看出，同一時刻不同質(zhì)量濃度受試樣的甲烷累計產(chǎn)量隨著受試物質(zhì)量濃度的增加逐漸降低，并且除10 mg/L的受試樣甲烷累計產(chǎn)量在第96、120 h接近對照組外，其他質(zhì)量濃度下的甲烷累計產(chǎn)量均低于對照樣，隨著時間的增加，不同質(zhì)量濃度的受試樣對產(chǎn)甲烷菌的抑制作用均有一定程度的恢復(fù)趨勢，這應(yīng)該是厭氧污泥對2，4-二叔丁基*慢慢適應(yīng)并得到一定馴化的結(jié)果。當(dāng)2，4-二叔丁基*質(zhì)量濃度為10 mg/L時，實驗1~2 d的RA為42%~68%，表現(xiàn)為中度抑制，第3天的RA上升為84%，為輕度抑制，第4、5天RA接近*，抑制作用消失，說明此濃度下2，4-二叔丁基*對厭氧微生物的抑制作用隨時間的增加而逐漸減弱，直至后厭氧污泥對受試物*適應(yīng)，抑制作用消失;當(dāng)2，4-二叔丁基*質(zhì)量濃度分別為50、100 mg/L時，第1天RA均在30%左右，屬重度抑制，第2天~第5天RA為45%~70%，屬中度抑制;當(dāng)2，4-二叔丁基*質(zhì)量濃度為200、400 mg/L時，5 d內(nèi)的RA均<30%，表現(xiàn)為重度抑制。

WFRL-AO廣東省河源市食品加工廠污水處理

WFRL-AO廣東省河源市食品加工廠污水處理