脱氢酶活性测定方法及其应用研究

摘要

目前,在污水生物处理工艺控制过程中,由于大部分测定污水生物处理系统生物活性的方法比较烦琐,需要高尖端的仪器,因此,使得监测污水处理系统的实际运行效果十分困难.针对该问题,本文对比污泥脱氢酶活性(Specific Dehydrogenase Activity,SDHA)这一指标进行了试验研究.实验室以人工配制的啤酒废水为处理对象,利用序批式活性污泥反应器(Sequence Batch Reactor,SBR)及厌氧接触反应器(Continuous Stirred-TankReactor,CSTR)分别培养好氧与厌氧污泥,以常温萃取法为基础,对SDHA测定方法进行了系统的研究.从好氧污泥总脱氢酶活性测定中萃取剂的选择入手,选择了七种萃取剂进行对比试验研究,结果表明:丙酮(85％,V/V)是污泥总TTC-脱氢酶活性测定中的最佳萃取剂;对SDHA测定过程中的影响因素进行了探讨:(1)在重金属对TTC-SDHA和比氧消耗速率(Specific Oxygen Uptake Rate,SOUR)抑制的对比试验中,选择了Cu<'2+>、Zn<'2+>和Cd<'2+>为研究对象,发现三种重金属对TTC-SDHA的50％抑制浓度(Median Inhibitory Concentration,IC<,50>)依次为1.52mg/L、8.98 mg/L和1.21 mg/L;对SOUR的IC<,50>依次为0.67 mg/L、4.35mg/L和1.57 mg/L.可见,对于TTC-SDHA毒性最强的为Cd<'2+>,对于SOUR毒性最强的为Cu<'2+>;总体来说,SOUR对重金属抑制更为敏感一些.(2)在不同浓度基质对SDHA的影响试验中,研究了乙酸、丙酸、乳酸、正丁酸和葡萄糖五种基质存在情况下的TTC-SDHA,结果表明:加入不同的基质后,每种基质都会在某一浓度处产生峰值,但出现峰值的浓度却是不同的,此浓度即为该基质的最佳浓度;另外,当基质浓度超过其最佳浓度时,都会对脱氢酶活性产生抑制作用.(3)在选择测定INT-SDHA的萃取剂时,分别以好氧污泥和厌氧污泥为研究对象,比较了甲醇、乙醇、乙醇(70％,V/V)、正丁醇、乙酸乙酯、四氯乙烯+丙酮(2/3,V/V)和丙酮(85％,V/V)七种萃取剂的萃取性能,结果表明:在两种处理系统中,甲醇均是INT-SDHA测定中萃取剂的最佳选择.并对厌氧污泥TTC-SDHA最佳测定条件进行了研究,得到了厌氧污泥TTC-SDHA的测定步骤;最后,用TTC-SDHA表征了活性污泥增长曲线各阶段污泥活性的变化,通过与SOUR的对比试验,结果表明:TTC-SDHA与SOUR具有良好的相关性,其相关系数r=0.9390.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2国内外研究现状

1.3脱氢酶活性测定基本原理

1.4污泥微生物的电子传递体系

1.4.1好氧呼吸微生物呼吸链

1.4.2无氧呼吸微生物呼吸链

1.5本课题的研究内容、目的及意义

第2章总脱氢酶活性测定中萃取剂的选择

2.1机理分析

2.2试验装置与方法

2.2.1 SBR反应器

2.2.2主要试剂及配制方法

2.3试验结果与讨论

2.3.1标准曲线的比较

2.3.2萃取污泥中TF的比较

2.4本章小结

第3章比污泥脱氢酶活性测定的主要影响因素

3.1试验材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2比污泥脱氢酶活性测定步骤

3.2重金属对比污泥TTC-DHA和SOUR抑制的对比试验研究

3.2.1重金属对比污泥TTC-DHA抑制的机理分析

3.2.2 Cu2+对比污泥TTC-DHA和SOUR的抑制

3.2.3 Zn2+对比污泥TTC-DHA和SOUR的抑制

3.2.4 Cd2+对比污泥TTC-DHA和SOUR的抑制

3.3基质浓度对比污泥TTC-DHA的影响

3.4比污泥INT-DHA测定中萃取问题研究

3.5本章小结

第4章厌氧污泥比TTC-DHA测定方法

4.1材料与方法

4.2试验结果与讨论

4.2.1 pH值对厌氧污泥比TTC-DHA测定的影响

4.2.2样品量对厌氧污泥比TTC-DHA测定的影响

4.2.3培养温度对厌氧污泥比TTC-DHA测定的影响

4.2.4培养时间对厌氧污泥比TTC-DHA测定的影响

4.2.5除氧剂对厌氧污泥比TTC-DHA测定的影响

4.3厌氧污泥比TTC-DHA测定步骤

4.3.1厌氧污泥比TTC-DHA测定研究的主要结论

4.3.2厌氧污泥比TTC-DHA的测定步骤

4.4本章小结

第5章用比污泥TTC-DHA表征污泥活性的应用研究

5.1前言

5.2材料与方法

5.2.1比污泥TTC-DHA的测定方法

5.2.2 SOUR的测定方法

5.2.3其它指标的测定方法

5.3试验结果与讨论

5.3.1活性污泥增长曲线

5.3.2 pH值随增长曲线的变化规律

5.3.3比污泥TTC-DHA和SOUR随增长曲线的变化规律

5.3.4比污泥TTC-DHA和SOUR相关性分析

5.4本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢