陈丽珠　赵　可　张小雨

（吉林建筑大学市政与环境工程学院 长春 130118）

引言

脱氢酶是由生物体产生的一种蛋白质，是微生物降解有机污染物获得能量的必需酶[1-3]，它能够促使有机物质脱氢将氢原子传递给特定的受氢体而完成氧化还原反应。因此，脱氢酶活性（DHA）在很大程度上可以反映出生物活性的高低，直接表示生物细胞对其基质降解能力的强弱。脱氢酶活性可以通过加入人工电子受氢体这种方法测定，通常用于检测脱氢酶活性的人工受氢体包括TTC、XTT、刃天青、亚甲基蓝阱以及INT等脱氢酶活性测定法[4]；常采用碘硝基氯化四氮唑蓝（INT，Iodonitrotrtrazolium chloride)脱氢酶活性检测。本研究实验通过设置腐殖土填料强化SBR污水处理工艺的对照试验并测定不同反应器污水中活性污泥的INT脱氢酶活性，分析活性变化规律并判断腐殖生态基对活性污泥生物活性的强化作用衡量污水处理效果。因此，利用简单而准确的检测方法测定微生物的脱氢酶活性使腐殖活性污泥工艺在污水处理领域的推广具有积极作用。

1　试验材料及方法

1.1　试验水质与试验装置

试验采用长春某污水处理厂曝气池的活性污泥作为接种污泥。试验原水采用葡萄糖等药品人工配制。如图1所示本试验研究采用的SBR反应装置由有机玻璃材料制成，有效容积13L，直径40cm，高度50cm；反应器有5组排水龙头，底部设有排泥管。反应器采用鼓风曝气方式，底部设有微孔曝气头，利用空气压缩机提供空气；当反应器处于非曝时，采用磁力搅拌器使溶液混合均匀。试验采取两组平行反应器，cSBR为传统运行的SBR反应器，HS-SBR为内置腐殖土填料运行的SBR反应器。

向cSBR和HS-SBR两组反应器分别投入接种污泥，使系统MLSS维持4000mg/L左右。确保两组反应器的进水水质相同，控制反应器温度在25℃左右稳定运行。试验周期长度为30d，每天运行运行时间10h，包括：曝气6h；搅拌2h；静沉2h；后将处理后污水排出反应器闲置。同时对反应器内活性污泥的脱氢酶活性、污泥浓度以及进出水常规指标等进行检测。

图1　反应装置示意图

1.2　试验方法

INT-DHA活性测定方法为：从反应器取出泥水混合物后，向试管水样中分别加入pH为8.6的Tris-HCl缓冲溶液、0.2%INT溶液混合均匀；将混合液放入恒温水浴振荡器，在37±1℃温度下恒温振荡30min，取出后加入甲醛溶液，并以4500r/min转速离心后倒掉上清液，加入萃取剂甲醇溶液后搅拌显色，显色后的上清液在485nm波长处比色，利用标准曲线计算得到INTDHA活性。

2　试验结果与分析

2.1　稳定运行反应系统中INT-DHA活性变化

由图2可以看出，cSBR和HS-SBR反应器初始曝气时的INT-DHA活性达到最大值，随着各反应器继续运行，活性污泥的INT-DHA活性也开始随时间增长开始有下降趋势，在60min时处于阶段活性最低状态；随后各反应器的脱氢酶活性开始有增长趋势，并保持这种状态至120min。而反应器运行至120min后，HS-SBR反应器脱氢酶活性开始逐渐下降，而cSBR反应器活性仍伴随着一定的升高趋势后开始下降；在240min处开始，cSBR反应器的INT脱氢酶活性仍继续下降直至运行至360min停止曝气时，而HS-SBR反应器在此运行时间段内脱氢酶活性开始具有缓慢上升趋势。运行时间360min时各反应器由曝气转换为搅拌运行，此过程中加入碳源，可以看出反应器的INT-DHA活性得到骤然提高，与此同时发现cSBR反应器的INT脱氢酶活性增加的程度远低于HS-SBR反应器，随着反应运行时间的增加cSBR与HS-SBR反应器的INT脱氢酶活性在缺氧过程中逐渐降低，cSBR反应器的INT-DHA活性在420min后呈现稳定下降趋势，而HS-SBR反应器的脱氢酶活性则快速下降。所以腐殖土填料对活性污泥的INT-DHA活性具有一定的促进强化作用。

图2　cSBR和HS-SBR反应器中INT-DHA活性的变化规律

2.2　不同间隔时期内脱氢酶活性的变化规律

两组反应器的INT脱氢酶活性变化规律如图3所示

图3　不同时期各反应器反应器INT-DHA活性变化

由图3可知，在两组反应器运行的一个周期内初始曝气阶段的HS-SBR活性污泥INT脱氢酶活性要明显优于cSBR反应器；并且随着运行周期的增长，两组反应器的INT脱氢酶活性也不断提高。cSBR反应器在周期第3天后初始曝气脱氢酶活性开始呈不断增长趋势。将3至18天内两组反应器的平均增长速率进行趋势对比发现HS-SBR反应器的脱氢酶活性要高于cSBR反应器，且HS-SBR反应器增长程度较稳定。但cSBR反应器在系统运行的第18天时达到最大脱氢酶活性，而HS-SBR反应器在第27天左右达到最大脱氢酶活性。cSBR反应器在18天后脱氢酶活性有略微下降，反应器在随后18天的运行过程中INT-DHA活性上下浮动趋于稳定 ；HS-SBR反应器在18天后的INT-DHA活性仍继续增加并有一定波动，它的增加程度要高于cSBR反应器。所以，无论从反应初期曝气的脱氢酶活性水平活曝气稳定阶段来看反应条件相同的条件下，添加腐殖土填料的反应器其INT脱氢酶活性均较未添加腐殖土填料的反应器的活性高。

图4　运行周期内各反应器初始阶段、稳定运行阶段的平均INT-DHA活性

分析两组反应器全运行周期内的脱氢酶活性，从平均水平来看各反应器在初始曝气阶段的INT脱氢酶平均 浓 度 分 别 为 70.2429mgINTF/(mgMLSS·h)、71.6472 mgINTF/(mgMLSS·h)；而在曝气稳定阶段INT脱氢酶浓度 分 别 49.4799mgINTF/(mgMLSS·h)、62.3392mgINTF/(mgMLSS·h)。由图4可以看出，添加腐殖土的HS-SBR反应器的其INT脱氢酶活性在这两个阶段明显高于cSBR反应器，而HS-SBR反应器的初始运行阶段浓度较cSBR反应器高出2%，在稳定阶段则高出27%，在稳定阶段HS-SBR反应器的脱氢酶活性的平均水平也是要高于cSBR反应器系统。所以总体来说腐殖土填料在反应器运行过程中对活性污泥脱氢酶活性的提高具有一定的良性作用。

结语

（1）HS-SBR反应器在典型周期运行时INT-DHA活性变化的总体趋势及某特征点处活性数值均高于cSBR反应器。

（2）系统启动运行阶段、稳定运行阶段及后期运行中各时期初始曝气INT脱氢酶活性值，HS-SBR腐殖土反应器的活性要优于cSBR常规反应器。

（3）HS-SBR反应器全运行周期内的初始运行阶段平均INT-DHA浓度高出cSBR反应器2%，在稳定阶段则高出27%，腐殖土填料对活性污泥脱氢酶活性的提高具有一定的促进作用。

[1]杨波，单晓明，田晴，李方，马春燕.厌氧、好氧、厌氧/好氧交替状态对活性污泥性质的影响[J].环境工程学报，2015，9(9):4293-4299.

[2]金幼平，杨雪英，陈罡，周晓燕.活性污泥INT-脱氢酶活性检测方法的改进[J].中国给水排水，2016(22):153-156.

[3]王帆，任庆凯，田曦，艾胜书，万立国，等.低温城市污水活性污泥脱氢酶活性变化的试验研究[J].长春工程学院学报，2014(3):58-61.

[4]李艳丽.重金属对活性污泥微生物活性的影响[J].广东化工，2014，41(3):141-142.

基金支持

污水厂剩余污泥堆肥改良吉林省西部盐碱地技术与产业化研究，（吉林省省级产业创新专项资金项目），2017C060－4。