一种微生物活性在线检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种微生物活性在线检测方法及系统，涉及微生物活性检测领域，检测方法包括：获取进水COD浓度、进水氨氮浓度，生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量以及生化池内的溶解氧含量；基于上述参数确定微生物的活性。本发明专利技术中的上述方法能够实现对特定微生物的判别和代谢活性的检测。生物的判别和代谢活性的检测。生物的判别和代谢活性的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种微生物活性在线检测方法及系统


[0001]本专利技术涉及微生物活性检测领域，特别是涉及一种微生物活性在线检测方法及系统。

技术介绍

[0002]垃圾渗滤液的处理一直是环境领域面临的棘手问题，它是历经挤压、发酵等过程而产生的含有高金属毒性、高有机污染、大量新型污染物的浓液。对于垃圾焚烧厂而言渗滤液的性质与垃圾填埋场的渗滤液不同，垃圾焚烧厂渗滤液普遍存在水质波动量大、高COD、高氨氮、高腐殖质等特性。由于经济效益高，生物处理方法在废水处理领域一直是主流处理技术，构筑物中微生物的活性状态就直接决定了其对污染物降解的能力。
[0003]常规来说，微生物活性指的是微生物的新陈代谢能力，我们将其代谢分为合成代谢和分解代谢，分解代谢是微生物分解有机物、蛋白质等，将大分子有机物分解为小分子物质同时产生能量的过程。产生的小分子物质和ATP可以进入细胞内部参与细胞内的代谢和微生物的生长繁殖。在利用活性污泥法处理高浓度渗滤液的时候，A/O池中我们更关注的是氨氮的降解情况，涉及到的细菌按功能效果分类，可以分为氨氧化细菌(AOB)、亚硝化细菌(NOB)和反硝化细菌等，不同种类的细菌生长条件、营养元素均不相同。常规的AOB是化能自养型微生物，是可以将氨作为能源和还原剂并进行自身生长的微生物，虽然氨氧化古菌(AOA)也具有氧化氨的能力，但是在常规废水处理中AOB占据着主导地位，只有在低氨氮的环境中氨氧化古菌才会显示出比氨氧化细菌更具备争夺氨氮的能力。AOB和NOB是一对营养互给体，AOB产生的亚硝酸盐可以作为NOB的营养元素，反硝化微生物参与的是整个生化系统的脱氮过程，参与反硝化的微生物具有广泛的多样性，包括细菌、古菌、真菌等。但是在废水处理系统中，细菌占绝对的主导地位，且多为化能异样菌，在碳源和缺氧环境下实现系统内氮素的脱除。
[0004]如何预测检测反应器内微生物的活性或者间接的预测其活性一直是学界在探索的问题。
[0005]目前多数关于微生物在线检测的设备都是对指定微生物(大肠杆菌等)进行检测，还有就是通过ATP的荧光效应来检测，间接反应其微生物的含量，但均无法实现对特定微生物的判别以及代谢活性的检测。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种微生物活性在线检测方法及系统，以实现对特定微生物的判别和代谢活性的检测。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种微生物活性在线检测方法，所述检测方法包括：
[0009]获取进水COD浓度、进水氨氮浓度，生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝
酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量以及生化池内的溶解氧含量；
[0010]基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度，生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量以及生化池内的溶解氧含量确定微生物的活性。
[0011]可选的，所述微生物包括：脱氢酶、羟胺氧化还原酶、ATP酶、NAR酶、NOR酶以及AMO酶。
[0012]可选的，基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度、生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量确定微生物的活性具体包括以下步骤：
[0013]基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度以及生化池内污泥浓度确定脱氢酶的活性；
[0014]基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定羟胺氧化还原酶的活性；
[0015]基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内污泥浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内进水的流量以及生化池内现存TN的含量确定ATP酶的活性；
[0016]基于所述进水氨氮浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度以及生化池内现存的硝酸盐浓度确定NAR酶的活性；
[0017]基于所述进水TN浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内的溶解氧含量、生化池内水质的温度以及生化池内污泥浓度确定NOR酶的活性；
[0018]基于所述进水氨氮浓度、进水TN浓度、生化池内污泥浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定AMO酶的活性。
[0019]可选的，基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度以及生化池内污泥浓度确定脱氢酶的活性具体采用以下公式：
[0020]Y
SDH
＝(1.477
×
109)/X
12.1734
+(1.307
×
10
13
)/X
23.8423
‑
(2.852
×
10
11
)/X
32.3015
+34.16
[0021]其中，Y
SDH
表示脱氢酶的酶活性，单位为U/ml；X1表示进水COD的浓度，单位为mg/L；X2表示进水氨氮浓度，单位为mg/L；X3‑
表示生化池内污泥浓度，单位为mg/L。
[0022]可选的，基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定羟胺氧化还原酶的活性具体采用以下公式：
[0023]Y
HAO
＝
‑
1.352
×
10
‑
81
X
119.73109
+(5.175
×
102)/X
40.12521
+3.794
×
10
‑
41
X
514.41241
‑
7.198
×
10
‑2X
61.86517
+(5.089
×
103)/X
72.45856
‑
12.74X8‑
186
[0025]其中，Y
HAO
表示羟胺氧化还原酶的活性，单位为U/ml；X1表示进水COD的浓度，单位为mg/L；X4表示进水TN的浓度，单位为mg/L；X5表示生化池内现存的COD浓度，单位为mg/L；X6表示生化池内现存的氨氮浓度，单位为mg/L；X7表示生化池内现存的硝酸盐浓度，单位为mg/L；X8表示生化池本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微生物活性在线检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：获取进水COD浓度、进水氨氮浓度，生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量以及生化池内的溶解氧含量；基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度，生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量以及生化池内的溶解氧含量确定微生物的活性。2.根据权利要求1所述的微生物活性在线检测方法，其特征在于，所述微生物包括：脱氢酶、羟胺氧化还原酶、ATP酶、NAR酶、NOR酶以及AMO酶。3.根据权利要求2所述的微生物活性在线检测方法，其特征在于，基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度、生化池内污泥浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内进水的流量、生化池内现存TN的含量确定微生物的活性具体包括以下步骤：基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度以及生化池内污泥浓度确定脱氢酶的活性；基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定羟胺氧化还原酶的活性；基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内污泥浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内进水的流量以及生化池内现存TN的含量确定ATP酶的活性；基于所述进水氨氮浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度以及生化池内现存的硝酸盐浓度确定NAR酶的活性；基于所述进水TN浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内的溶解氧含量、生化池内水质的温度以及生化池内污泥浓度确定NOR酶的活性；基于所述进水氨氮浓度、进水TN浓度、生化池内污泥浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定AMO酶的活性。4.根据权利要求3所述的微生物活性在线检测方法，其特征在于，基于所述进水COD浓度、进水氨氮浓度以及生化池内污泥浓度确定脱氢酶的活性具体采用以下公式：Y
SDH
＝(1.477
×
109)/X
12.1734
+(1.307
×
10
13
)/X
23.8423
‑
(2.852
×
10
11
)/X
32.3015
+34.16其中，Y
SDH
表示脱氢酶的酶活性，单位为U/ml；X1表示进水COD的浓度，单位为mg/L；X2表示进水氨氮浓度，单位为mg/L；X3表示生化池内污泥浓度，单位为mg/L。5.根据权利要求3所述的微生物活性在线检测方法，其特征在于，基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内现存的COD浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内现存的硝酸盐浓度以及生化池内现存的亚硝酸盐浓度确定羟胺氧化还原酶的活性具体采用以下公式：Y
HAO
＝
‑
1.352
×
10
‑
81
X
119.73109
+(5.175
×
102)/X
40.12521
+3.794
×
10
‑
41
X
514.41241
‑
7.198
×
10
‑2X
61.86517
+(5.089
×
103)/X
72.45856
‑
12.74X8‑
186
其中，Y
HAO
表示羟胺氧化还原酶的活性，单位为U/ml；X1表示进水COD的浓度，单位为mg/L；X4表示进水TN的浓度，单位为mg/L；X5表示生化池内现存的COD浓度，单位为mg/L；X6表示生化池内现存的氨氮浓度，单位为mg/L；X7表示生化池内现存的硝酸盐浓度，单位为mg/L；X8表示生化池内现存的亚硝酸盐浓度，单位为mg/L。6.根据权利要求3所述的微生物活性在线检测方法，其特征在于，基于所述进水COD浓度、进水TN浓度、生化池内污泥浓度、生化池内现存的氨氮浓度、生化池内水质的电导、生化池内水质的温度、生化池内现存的亚硝酸盐浓度、生化池内进水的流量以及生化池内现存TN的含量确定ATP酶的活性具体采用以下公式：Y
ATP
＝0.17085X1‑
0.23373X4+0.17534X3‑
37.703X6‑
105.3523...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞娜，王声东，刘庄泉，曹瑞杰，顾南南，罗文涛，周永泉，王黎，严佳凡，
申请(专利权)人：上海市环境工程设计科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：