一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法技术

本发明专利技术公开了人工湿地填料生物膜活性测定技术领域的一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法，生物膜活动测定方法的具体步骤为：对目标填料生物膜进行采样，可以根据结合力的大小能够将目标生物膜解析成不同结合形式的生物膜，分为表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物；而单位时间内生物膜代谢消耗氧分子、硝酸根、硫酸根和铁离子过程转移的电子摩尔数能够计算出生物膜的代谢活性；而乙组生物膜在经过解析后，通过高效液相色谱质谱分别测定表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物中C

【技术实现步骤摘要】
一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法


[0001]本专利技术涉及人工湿地填料生物膜活性测定
，具体为一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法。

技术介绍

[0002]人工湿地污水处理系统是一种较好的废水处理方式，特别是它充分发挥资源的生产潜力,防止环境的再污染,获得污水处理与资源化的最佳效益，因此具有较高的环境效益、经济效益及社会效益,比较适合于处理水量不大、水质变化不很大、管理水平不很高的城镇污水,如我国农村中、小城镇的污水处理。人工湿地作为一种处理污水的新技术有待于进一步改良，有必要更细致地研究不同地区特征和运行数据以便在将来的建设中提供更合理的参数。
[0003]人工湿地系统中有机物的吸附、降解和转化主要是由生物膜完成的，生物膜的生物活性直接影响人工湿地系统的处理效率，生物膜工艺为废水生物处理的主流工艺之一，由于生物膜工艺系统生物量大且生物物种复杂，耐冲击负荷，出水水质稳定，且微生物的污泥龄长，有利于硝化菌等微生物的生长繁殖。填料表面的生物膜能形成以下几个阶段：大分子粘附、可逆粘附、不可逆粘附、胞外聚合物大量分泌、生物膜成熟阶段及生物膜老化阶段，现有方法存在检测结果滞后、误差较大等缺点，不能全面准确地反映生物膜的代谢能力，也不能反映生物膜的真实活性，为此，我们提出一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法，生物膜活动测定方法的具体步骤为：
[0006]S1：对目标填料生物膜进行采样，并且将生物填料分为两组相同质量的试样，然后将一组挂有生物膜的人工湿地填料与硝酸根、硫酸根、三价铁离子以及饱和充氧水混合，本实验组记为甲组，另一组挂有生物膜的人工湿地填料利用生物膜的解析方法进行解析，可以根据结合力的大小能够将目标生物膜解析成不同结合形式的生物膜，分为表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物，本实验组记为乙组；
[0007]S2：测量甲组混合液中硝酸根、硫酸根、三价铁离子的初始溶解氧含量，并在甲组中的人工湿地填料经过一段时间解析后测量混合物中的溶解氧含量、硝酸根浓度、硫酸根浓度和三价铁离子浓度，并测量亚硝酸根浓度，同时将甲组里的生物膜填料取出、干燥并称重；
[0008]S3：利用甲组生物膜填料的质量、初始溶解氧含量、初始硝酸根浓度、初始硫酸根浓度和初始三价铁离子浓度，以及上述测量的溶解氧含量、硝酸根浓度、硫酸根浓度、三价
铁离子浓度和亚硝酸根浓度计算单位时间内生物膜代谢消耗氧分子、硝酸根、硫酸根和铁离子过程所转移的电子摩尔数，并由这三个值计算所述生物膜的代谢活性，而单位时间内生物膜代谢消耗氧分子、硝酸根、硫酸根和铁离子过程转移的电子摩尔数能够计算出生物膜的代谢活性；而乙组生物膜在经过解析后，通过高效液相色谱质谱分别测定表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物中C
‑
HSL的含量，结合生物膜分层结果，判断不同结合生物膜的活性；
[0009]S4：乙组的生物膜活性判定标准为：当表层生物膜中C
‑
HSL的含量低于2.2ng/g时，该层生物膜处于低活性状态；当松散结合生物膜中C
‑
HSL的含量低于14ng/g时，该层生物膜处于低活性状态；当紧密结合生物膜中的含量低于28.6ng/g时，该层生物膜处于低活性状态，并以此而确定生物膜是否需要活化处理。
[0010]S1中生物膜的解析方法具体步骤为：
[0011](1)沥干填料表面水体，沥干时间为15～45s，然后依据填料的外径选择固定管的直径；
[0012](2)将填料放入固定管中，单个固定管放置单个填料，固定管重复15个；
[0013](3)通过1000～3000*G离心力离心6～15min，获取的固定管管底生物膜为表层结合生物膜；
[0014](4)通过4000～6000*G离心力离心6～15min，获取的固定管管底生物膜为松散结合生物膜；
[0015](5)通过9000～13000*G离心力离心6～15min，获取的固定管管底生物膜为紧密结合生物膜。
[0016]S4中生物膜是否需要活化判断依据标准为：
[0017](1)整体生物膜处于高活性时，说明生物膜在该处理单元高效运行，无需采取额外措施；
[0018](2)整体生物膜处于较高活性时，说明生物膜在该处理单元高效运行，但需要重点关注松散结合生物膜的活性；
[0019](3)整体生物膜处于中等活性时，说明生物膜在该系统运行较为稳定，但需要采取必要的措施，提高整体生物膜的活性，如投加一定比例的生物填料等；
[0020](4)整体生物膜处于低活性时，说明生物膜系统运行效能较差，需要采取必要的措施进行活化。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]1.本专利技术测定方法均属于常规方法，操作简单方便，测定结果稳定，测量结果不易受外界因素影响，稳定性高，测量结果准确，且测量方法不仅限于人工湿地的生物膜活性测定，适用范围广；
[0023]2.专利技术根据生物膜内部结合力的大小，采用不同的离心力获得不同结合形式的生物膜，该获取方式简单、便捷、有效；
[0024]3.采用C
‑
HSL的含量作为生物膜活性的指示物，处于快速生长期的微生物活性最高，同时在该阶段释放信号分子的浓度最高，即信号分子的浓度和生物膜的活性表现出高度的一致性。因此采用生物膜形成过程中关键的信号分子作为生物膜活性的判别指标，具有很高的灵敏性。通过高效液相色谱质谱对C
‑
HSL的含量进行定量检测，分析结果直观可
靠、重复性好，从不同结合形式生物膜层面解释其活性状态，使得对于生物膜活性状态的判断更加科学化，可以提高后续调控的精细化。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]实施例一
[0027]一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法，生物膜活动测定方法的具体步骤为：
[0028]S1：对目标填料生物膜进行采样，并且将生物填料分为两组相同质量的试样，然后将一组挂有生物膜的人工湿地填料与硝酸根、硫酸根、三价铁离子以及饱和充氧水混合，本实验组记为甲组，另一组挂有生物膜的人工湿地填料利用生物膜的解析方法进行解析，可以根据结合力的大小能够将目标生物膜解析成不同结合形式的生物膜，分为表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物，本实验组记为乙组；S1中生物膜的解析方法具体步骤为：
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精确测量人工湿地填料生物膜活性的测定方法，其特征在于：生物膜活动测定方法的具体步骤为：S1：对目标填料生物膜进行采样，并且将生物填料分为两组相同质量的试样，然后将一组挂有生物膜的人工湿地填料与硝酸根、硫酸根、三价铁离子以及饱和充氧水混合，本实验组记为甲组，另一组挂有生物膜的人工湿地填料利用生物膜的解析方法进行解析，可以根据结合力的大小能够将目标生物膜解析成不同结合形式的生物膜，分为表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物，本实验组记为乙组；S2：测量甲组混合液中硝酸根、硫酸根、三价铁离子的初始溶解氧含量，并在甲组中的人工湿地填料经过一段时间解析后测量混合物中的溶解氧含量、硝酸根浓度、硫酸根浓度和三价铁离子浓度，并测量亚硝酸根浓度，同时将甲组里的生物膜填料取出、干燥并称重；S3：利用甲组生物膜填料的质量、初始溶解氧含量、初始硝酸根浓度、初始硫酸根浓度和初始三价铁离子浓度，以及上述测量的溶解氧含量、硝酸根浓度、硫酸根浓度、三价铁离子浓度和亚硝酸根浓度计算单位时间内生物膜代谢消耗氧分子、硝酸根、硫酸根和铁离子过程所转移的电子摩尔数，并由这三个值计算所述生物膜的代谢活性，而单位时间内生物膜代谢消耗氧分子、硝酸根、硫酸根和铁离子过程转移的电子摩尔数能够计算出生物膜的代谢活性；而乙组生物膜在经过解析后，通过高效液相色谱质谱分别测定表层生物膜、松散结合生物膜、紧密结合生物中C
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HSL的含量，结合生物膜分层结果，判断不同结合生物膜的活性；S4：乙组的生物膜活性判定标准为：当表层生物膜中C
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HSL的含量低于2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，
申请(专利权)人：西南湿地有限公司，
类型：发明
国别省市：