本发明专利技术公开了一种评估毒性物质对活性污泥传质性能的方法，包括以下步骤：(1)制备试验组活性污泥混合液；(2)向试验组好氧曝气，并移取适量作为待染色活性污泥混合液；(3)取适量标准染色混合液于待染色活性污泥混合液中，形成已染色活性污泥混合液；其中，标准染色混合液中的染料I能够进入微生物完整细胞显荧光色I，染料II能够进入微生物破损细胞显荧光色II；(4)获取染色活性污泥荧光强度和荧光面积，传质性能由单位面积下荧光色I的荧光强度OD表征。本发明专利技术高效、简便易操作，结果直观，技术要求低，通过该评估方法控制毒性物质或含毒性物质废水与活性污泥的比例，保证活性污泥工艺起到较好的效果。
A Method for Evaluating the Effect of Toxic Substances on Mass Transfer Performance of Activated Sludge
【技术实现步骤摘要】
一种评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法
本专利技术涉及水处理领域，尤其涉及一种评估毒性物质对活性污泥传质性能及其抑制率影响的方法。
技术介绍
石化行业是我国的支柱产业和经济命脉，石化废水具有水量大、污染物成分复杂、有毒种类繁多等特点，长期以来，石化废水的处理消耗了大量资源、能源，却依然是水环境污染物的重要来源。以生物处理为核心的综合处理是有机废水处理的主流工艺，但生物处理恰恰容易受到石化废水中各类有毒物质的干扰和冲击影响，成为长期制约工业废水处理效率的关键瓶颈。因此，构建完善的生物处理毒性评估指标以综合评估生物处理的影响是高效处理石化废水的基本前提和必要手段。在生物处理毒性指标体系中，传质特性指标是表征活性污泥降解有机物过程中基质传递和氧传递的重要指标之一，而传质性能作为其表征参数，可直接定量基质和氧气在活性污泥表面和内部的传递情况，以明确废水及其组分包裹活性污泥，阻碍传质的作用。炼油废水、ABS树脂废水等含有一定剂量油类或难溶性大分子有机物等有毒物质的废水，在生物处理过程中，其有毒物质会吸附包裹在活性污泥表面，造成传质性能的降低，从而影响活性污泥对水中污染物的降解。目前，传质性能及其抑制率的评估计算多采用Fick定律理论公式，结合微电极测量和显微镜观察，进行理论模型推导计算得出。这种方法不但对企业技术人员理论技术水平要求较高，而且测试造价昂贵，操作繁琐难以实际推广应用。因此，提供一种高效便捷的活性污泥传质性能及其抑制率的评估方法显得非常重要。
技术实现思路
为了解决现有传质性能计算过程对企业技术员理论水平要求较高，测试造价昂贵，操作繁琐难以实际推广应用等问题，本专利技术的目的是提供一种评估有毒物质对活性污泥传质性能及其抑制率影响的方法，以预估有毒物质对活性污泥传质性能的影响，对采用活性污泥法处理有毒物质或有毒废水起到指导作用，该方法高效、简便易操作，结果直观，技术要求低，通过该评估方法控制有毒物质或含有毒物质废水与活性污泥的比例，保证活性污泥工艺起到较好的效果。第一方面，本专利技术提供一种评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法，包括以下步骤：(1)在容器中加入营养基质、活性污泥和毒性物质或含毒性物质的被测废水样品形成活性污泥混合液，定义为试验组；(2)对试验组好氧曝气直至溶解氧浓度恒定，移取部分作为待染色活性污泥混合液；(3)取标准染色混合液于待染色活性污泥混合液中，摇匀静置，在遮光条件下染色，形成已染色活性污泥混合液；其中，标准染色混合液由染料I、染料II在遮光条件下混合稀释而成，染料I能够进入微生物完整细胞显荧光色I，染料II能够进入微生物破损细胞显荧光色II；(4)从已染色活性污泥混合液中移取部分已染色活性污泥，获取其荧光强度和荧光面积，传质性能由单位面积下荧光色I的荧光强度OD表征，其计算公式如下：OD＝IntDen/Area(1-1)其中，IntDen为荧光色I活性污泥范围内的荧光强度总和，Area为荧光色I荧光活性污泥和荧光色II荧光活性污泥的面积总和。优选地，在步骤(4)中，获取荧光强度和荧光面积的方法是：移取适量已染色活性污泥于于显微镜下观察，使活性污泥成像清晰，并使显微镜镜头对准相应荧光通道，通过相机进行拍照，拍照区域不重叠，每组拍照数量不少于30张，直至活性污泥成像全部拍摄完成；IntDen为每张照片中荧光色I活性污泥的荧光强度总和，Area为每张照片中荧光活性污泥的面积总和，OD为每张照片中单位面积下荧光色I的荧光强度。进一步优选地，通过相机进行拍照的方法是：将已染色活性污泥区域划分成至少30个区域，相机按照区域顺序依次拍照。进一步优选地，传质性能由单位面积下荧光色I的荧光强度OD表征的条件是：OD的相对标准偏差小于5％且荧光色II荧光活性污泥面积小于荧光活性污泥总面积的5％，此时，数据重现性较好，活性污泥活性良好。第二方面，本专利技术提供的评估毒性物质对活性污泥传质性能抑制率影响的方法，基于上述任一种评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法，具体地：在步骤(1)中，在另一容器中仅投加营养基质和活性污泥形成活性污泥混合液，定义为空白组；空白组和试验组总体系保持一致；在步骤(2)中，对两体系中好氧曝气直至溶解氧浓度恒定，然后分别从两体系中移取部分活性污泥混合液作为待染色活性污泥混合液；在步骤(3)中，分别取标准染色混合液于两待染色活性污泥混合液中，在遮光条件下摇匀静置，形成已染色活性污泥混合液；在步骤(4)中，分别从已染色活性污泥混合液中移取部分已染色活性污泥，获取两体系已染色活性污泥的荧光强度和荧光面积，传质性能抑制率I的计算公式如下：I＝[1–ODS/ODB]×100％(1-2)其中，ODs为试验组单位面积下荧光色I的荧光强度，ODB为空白组单位面积下荧光色I的荧光强度。进一步地，在步骤(4)中，试验组和空白组的活性污泥荧光强度不低于0.1，在整体检测过程中红色荧光面积均低于5％，以保证活性污泥的有效生物量。本专利技术提供的活性污泥传质性能的评估方法，具有以下有益效果：(1)准确高效，可以直接计算荧光强度从而以荧光强度表征传质性能，代替常规的传质速率参数，无需复杂的计算过程，且计算准确，误差较小；(2)操作简便，仅采用荧光染色，获取荧光强度和荧光面积，再经过简单计算即可完成操作；(3)结果直观，即利用活性污泥荧光亮暗程度便可直观表征传质情况；(4)技术要求低，更利于工程化实际推广。附图说明图1为评估毒性物质对活性污泥传质性能影响时的操作流程图。其中，1、活性污泥；2、营养基质；3、毒性物质或含毒性物质的被测废水样品；4、玻璃板；5、溶解氧测试仪；6、移液枪；7、空气压缩机；8、待染色活性污泥混合液；9、标准染色混合液；10、微量注射器；11、胶头滴管；12、载玻片；13、荧光显微镜；14、CCD相机；15、计算机。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案更加清楚明白，以下结合具体附图和具体实施例，对本专利技术做进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术提供的评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法，如图1所示，包括以下步骤：(1)在烧杯中加入营养基质、活性污泥和毒性物质或含毒性物质的被测废水样品，并用玻璃棒搅匀，形成活性污泥混合液，视为试验组；(2)用空气压缩机向试验组体系中好氧曝气，并用溶解氧测试仪实时检测体系内的溶解氧浓度，直至溶解氧浓度恒定，用移液枪从试验组体系中移取适量活性污泥混合液置于离心管内，待染色，作为待染色活性污泥混合液；(3)用微量注射器取适量标准染色混合液于待染色活性污泥混合液中，摇匀静置，在遮光布下染色10-20min，形成已染色活性污泥混合液；其中，标准染色混合液的配置方法为：用微量注射器取能够进入微生物完整细胞显荧光色I的染料I和能够进入微生物破损细胞显荧光色II的染料II，在遮光布内用纯水将其混合稀释至适量浓度，视为标准染色混合液；(4)用胶头滴管从已染色活性污泥混合液中移取适量已染色活性污泥置于载玻片上，再轻轻放上盖玻片，接着通过调节显微镜的粗/细准焦螺旋使活性污泥成像清晰，然后将显微镜镜头调至对应的荧光通道，显微镜上安装CCD相机，CCD相机通过数据线与计算机连接，计算机上安装CCD相机客户端，使显本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在容器中加入营养基质、活性污泥和毒性物质或含毒性物质的被测废水样品形成活性污泥混合液，定义为试验组；(2)对试验组好氧曝气直至溶解氧浓度恒定，移取部分作为待染色活性污泥混合液；(3)取标准染色混合液于待染色活性污泥混合液中，摇匀静置，在遮光条件下染色，形成已染色活性污泥混合液；其中，标准染色混合液由染料I、染料II在遮光条件下混合稀释而成，染料I能够进入微生物完整细胞显荧光色I，染料II能够进入微生物破损细胞显荧光色II；(4)从已染色活性污泥混合液移取部分已染色活性污泥，获取其荧光强度和荧光面积，传质性能由单位面积下荧光色I的荧光强度OD表征，其计算公式如下：OD＝IntDen/Area (1‑1)其中，IntDen为荧光色I活性污泥范围内的荧光强度总和，Area为荧光色I荧光活性污泥和荧光色II荧光活性污泥的面积总和。
【技术特征摘要】
1.一种评估毒性物质对活性污泥传质性能影响的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在容器中加入营养基质、活性污泥和毒性物质或含毒性物质的被测废水样品形成活性污泥混合液，定义为试验组；(2)对试验组好氧曝气直至溶解氧浓度恒定，移取部分作为待染色活性污泥混合液；(3)取标准染色混合液于待染色活性污泥混合液中，摇匀静置，在遮光条件下染色，形成已染色活性污泥混合液；其中，标准染色混合液由染料I、染料II在遮光条件下混合稀释而成，染料I能够进入微生物完整细胞显荧光色I，染料II能够进入微生物破损细胞显荧光色II；(4)从已染色活性污泥混合液移取部分已染色活性污泥，获取其荧光强度和荧光面积，传质性能由单位面积下荧光色I的荧光强度OD表征，其计算公式如下：OD＝IntDen/Area(1-1)其中，IntDen为荧光色I活性污泥范围内的荧光强度总和，Area为荧光色I荧光活性污泥和荧光色II荧光活性污泥的面积总和。2.根据权利要求1所述的活性污泥传质性能的评估方法，其特征在于，在步骤(1)中，营养基质与活性污泥的比例为1：1～1：5；和/或，在步骤(2)中，在好氧曝气过程中，溶解氧浓度为2.5～4.0mg/L；活性污泥混合液内的悬浮固体浓度不低于1.0g/L；和/或，在步骤(3)中，染料I和染料II的体积比为1:1，与水的稀释比例为1：30～1：3000；标准染色混合液与待染色活性污泥混合液的体积比为1：100～1：1000；在遮光条件下染色10-20min。3.根据权利要求1所述的活性污泥传质性能的评估方法，其特征在于，在步骤(4)中，获取荧光强度和荧光面积的方法是：移取适量已染色活性污泥于显微镜下观察，使活性污泥成像清晰，并使显微镜镜头对准相应荧光通道，通过相机进行拍照，拍照区域不重叠，每组拍照数量不少于30张，直至已染色活性污泥成像全部拍摄完成；IntDen...
【专利技术属性】
技术研发人员：于茵，周岳溪，张倬玮，席宏波，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11
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