水体污染物监测 － 微生物呼吸测量法的应用

城市污水处理厂主要采用以活性污泥工艺处理废水中的污染物质并结合厌氧消解工艺实现初沉污泥和剩余污泥减量化，即利用活性污泥中微生物的生理代谢活动来去除废水中的有机污染物质，而利用厌氧微生物将初沉污泥和剩余污泥中的有机物消解为甲烷和二氧化碳，进而实现废水中含碳有机物和氨氮的去除和污泥的减量和资源化处理的总体目的。其中含碳有机物和氨氮的去除是需要消耗氧气的微生物代谢过程，而污泥的消解则为微生物厌氧代谢过程。通过测定好氧细菌因降解污水中有机质而所需的氧气消耗可以计算出生化需氧量（BOD）；通过检测活性污泥中好氧微生物的呼吸率可以解析活性污泥的氧利用率（OUR）；通过测定甲烷生成量测定初沉和剩余污泥甲烷潜力（BMP）；通过检测厌氧消解后沼液沼渣的残余气体生成量评估残留温室气体潜力（RGP）；通过测定氮气的释放量可以评估厌氧氨氧化菌在特定条件下的活性（SAA）；也可以通过分析潜在有毒有害物质对微生物呼吸速率的抑制作用评估相关物质的毒性。

应用领域

活性污泥活性分析

微生物呼吸仪Gas Endeavour® III可基于气体体积测量原理对释放气体进行连续和在线监测。该仪器是进行以下批次活性测试的理想分析工具：

1）批次脱氮活性分析 – 该测试旨在评估污泥样品的最大脱氮速率和厌氧微生物生长收益。

2）批次厌氧氨氧化活性分析 – 该测试用于评估厌氧氨氧化菌在特定条件下的活性（SAA），或通过记录由厌氧氨氧化生物质引起释放的氮气来研究不同化合物对SAA的毒性影响。

微生物呼吸测定法

Gas Endeavour® III作为一种采用体积法进行连续气体体积测量的全自动呼吸仪。它可以搭配我们的产品原位二氧化碳吸附装置使用，用作微生物呼吸速率分析的密闭呼吸计。完整的仪器配置可以为使用生物质和废水样品进行厌氧和有氧呼吸测定提供实际解决方案。

1）厌氧微生物呼吸测定 – 对甲烷产生速率进行不断监测，并反映了产气速率受限的过程（通常是在复杂底物的情况下的水解）。

2）好氧微生物呼吸测定 – 可以通过将Gas Endeavour和原位二氧化碳吸附装置组合起来，可以在无限制氧气供应的条件下连续监测耗氧量。

3）用于废水特性的批次测试 – 包括厌氧废水处理的生化甲烷潜力（BMP）测定和用于评估废水处理厂有机物去除和接收废水的有机物浓度的生化需氧量（BOD）测定。

4）用于微生物特性的批次测试 – 包括比产甲烷速率（SMA）测定，用于评估活性污泥的氧利用率（OUR）和活性污泥比耗氧速率（SOUR）的生物代谢活性。

技术参数

培养单元——标准版

•       系统中的最大反应器数量：18 个或9 个

•       反应器材料：玻璃

•       标准反应器容量：500 ml或1000 ml

•       加热类型：恒温水浴

•       尺寸：68 x 56 x 33 cm （恒温水浴）

•       温度控制：最高可达 60 °C （140 °F） 精度为 0.2 °C

•       反应器搅拌：多功能机械搅拌，使用无刷直流电机 （可调节间隔、速度和旋转方向），最高转速220转/分钟

培养单元-动物营养版

•       每个系统的最大反应器数量：18个或9 个

•       反应器材料：玻璃

•       标准反应器容量：250 ml

•       加热类型：恒温摇床水浴

•       尺寸：53 x 33 x 28 cm （恒温水浴）

•       温度控制：最高可达 99 °C （210 °F）

二氧化碳吸附装单元

•       二氧化碳吸附瓶：18个和9个

•       二氧化碳吸附瓶容量： 250 ml

•       瓶托尺寸：55 x 28 x 17（两组和单组）

•       推荐吸附液：3 M NaOH （含pH指示剂*），每个瓶子200ml （不包括在内）

•       吸收效率：>98%

*仪器标准配置不包含推荐吸附液

BPC Core 核心单元

•       工作原理: 气液置换和浮力

•       气体测量腔体单元数量: 18个 或 9个

•       单元尺寸: 55 x 19 x 17 cm

•       内置传感器: 温度、压力、磁力、水平仪

•       接口: 以太网、电源、USB B、电机控制

•       显示屏: OLED屏 2.8英寸 256 x 64

•       外壳: 铝合金和塑料

•       电源: 12 V直流/1.0 A，100-240 V交流

•       适用环境: 室内

•       测量介质: 去离子水和蒸馏水

•       操作温度: 0 – 50℃

•       操作压力: -50 – 50 mbar

•       进出气口直径: ID: 2.4 – 2.6 mm;OD: 4.2 – 4.7 mm;推荐气管直径: 内径ID: 4 mm;外径 OD: 6 mm

•       测量分辨率: 2ml或9ml

•       检测容量: 9ml流量腔体单元每个通道可累积测量7200L气体；2ml流量腔体单元每个通道可累积测量1600L气体

•       测量范围: 1 – 6000 ml/h （9ml流量腔体单元）；0.2 – 1500 ml/h（2ml流量腔体单元）

•       重复性:CV ≤ 1%（ 9ml流量腔体单元）； CV ≤ 3% （2ml流量腔体单元）

•       适用气体:非侵蚀性气体（例如CH4，CO2，H2，N2等）

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