一种水样生物抑制性的测定装置及方法制造方法及图纸

本申请公开了一种水样生物抑制性的测定装置，包括升流式反应器、光学观察皿、摄像机、数据处理单元以及LED光源；本申请还公开了采用上述测定装置测定水样生物抑制性的方法，包括以下步骤：S1、在升流式反应器内接种PN/A颗粒污泥，进水，开启曝气装置；S2、每5d测定污泥活性q，并排出4～6ml PN/A颗粒污泥至光学观察皿中；S3、摄像机拍摄PN/A颗粒污泥照片，数据处理单元对照片进行识别和统计分析，得到PN/A颗粒污泥照片的整体投影面积A

【技术实现步骤摘要】
一种水样生物抑制性的测定装置及方法


[0001]本申请涉及环保
，尤其是涉及一种水样生物抑制性的测定装置和测定方法。

技术介绍

[0002]传统的水质安全评价仅基于水体的物理化学指标来判断水质是否达到标准，这些指标仅能测定污染物的含量，却不能直接地、精准地反映其对环境的综合影响，因此，需要进行生物抑制性监测来补充这一点。
[0003]生物抑制性监测作为传统理化检测的补充，能直观地反映出水体中共存污染物的联合毒性效应，也能有效地检测出水体中各种污染物的综合生物毒性效应，并且可清晰地、直观地评价水质的安全性。生物抑制性的受试生物包括发光细菌、藻类和活性污泥，生物抑制性的常用评价指标有：耗氧速率、三磷酸腺苷含量和硝化抑制率。
[0004]发光细菌是一类进行生物发光的细菌，在正常的生理条件下能发出波长为450～490nm的蓝绿色可见光，当接触到污水中的有毒有害物质时，细菌本身或其呼吸或生理过程受到抑制，从而减弱光强甚至不发光。利用发光细菌的发光强度作为指标来监测有毒物质，费时较少且灵敏度高，但是发光细菌法的结果重现性不理想，而且培养费用高昂。
[0005]藻类作为食物链中的初级生产者，因其有着个体小、繁殖快、对有毒物质敏感以及在短时间内可得到化学物质对种群水平的影响的特点，从而受到人们的重视，并得到广泛的应用。常用的测试指标有：光密度、细胞数、叶绿素浓度以及细胞干重，其中细胞数及光密度因操作简便应用最为普遍，是藻类毒性实验中最主要的测试指标。但是发光细菌和藻类作为原核生物，无法真实模拟真核生物体对有毒物质的复杂代谢过程，存在明显局限性。
[0006]活性污泥作为受试生物，成分包括细菌、真菌、原生动物和后生动物，组成复杂，不同类型的活性污泥组成存在差异，从而导致实验结果不稳定。
[0007]耗氧速率(OUR)指污泥中微生物降解污染物时消耗氧气的速率，是表征好氧微生物活性的理论指标。OUR往往以活性污泥作为受试生物，然而，活性污泥组成的复杂性，会导致实验结果的不稳定。
[0008]三磷酸腺苷(ATP)是生物体内特定的高能化合物，是细胞的能量转换物质和生命活动基础。在特定的环境条件下，ATP在生物体内的含量相对稳定，在生物死亡时则迅速被分解殆尽。因此，ATP含量可以作为生物活性的指标，表征微生物的活体生物量和新陈代谢速率。但是，ATP的测定繁琐且需要相关设备的支持，实用性低。
[0009]硝化抑制率针对硝化细菌的硝化过程，硝化过程是指在有氧条件下由硝化细菌参与，将NH
4+
‑
N氧化生成NH2OH和NO2‑
‑
N，然后氧化生成NO3‑
‑
N的过程，大量研究表明，与活性污泥中其它菌群相比，硝化细菌更容易受到污水中有毒物质的选择性抑制，然而，活性污泥中菌群的组分复杂，导致实验结果不稳定。
[0010]因此，亟需一种简单快速的方法来测定水体的生物抑制性。

技术实现思路

[0011]为了解决上述至少一种技术问题，开发一种水样生物抑制性的测定装置，以及采用该装置测定水样生物抑制性的方法，本申请提供一种水样生物抑制性的测定装置和测定方法。
[0012]一方面，本申请提供的一种水样生物抑制性的测定装置，包括升流式反应器1、光学观察皿2、摄像机3、数据处理单元以及LED光源4；所述升流式反应器1一侧的底部设有进水管5，另一侧的下部设有排泥管6，所述排泥管6上设有取样阀门7，所述进水管5与进样系统8相连，所述进水管5上设有水泵9，所述升流式反应器1内的底部设有曝气装置10；所述光学观察皿2的顶部设置有进样口11，所述进样口11与所述排泥管6的出口端相连，所述光学观察皿2的底部由透光材料制成，所述光学观察皿2下部的侧壁向内凹陷形成安装槽12；所述LED光源4安装在所述安装槽12内；所述摄像机3设置在所述光学观察皿2的下方，所述摄像机3的摄像头朝向所述光学观察皿2的底部，所述摄像机3与所述数据处理单元相连。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请可定量地测定水样生物抑制性，并且结构简单，可操作性强，而且能对综合动力学活性和形态特征变化进行精准地评价。
[0014]可选的，所述升流式反应器1内设置有DO监测探头13、硝态监测探头14、亚硝监测探头15以及氨氮监测探头16，所述DO监测探头13、硝态监测探头14、亚硝监测探头15以及氨氮监测探头16分别与水质在线监测系统17相连。
[0015]通过采用上述技术方案，所述DO监测探头13用于检测体系中的DO含量，所述硝态监测探头14用于检测体系中的硝酸盐氮含量，所述亚硝监测探头15用于检测体系中的亚硝酸盐氮含量，所述氨氮监测探头16用于检测体系中的氨氮含量。
[0016]可选的，所述光学观察皿2的底部呈方形，所述光学观察皿2顶部的下表面为背光面，所述光学观察皿2的侧壁和/或底部由石英玻璃板制成。
[0017]通过采用上述技术方案，所述光学观察皿2的侧壁和/或底部由石英玻璃板制成，石英玻璃的光学性能优异，能够获得拍摄清晰的PN/A颗粒污泥照片。
[0018]可选的，所述LED光源4的长度为所述光学观察皿2底部长度的3/4～4/5。
[0019]通过采用上述技术方案，所述LED光源4长度为所述光学观察皿2底部长度的3/4～4/5，LED光源4发出的光可较好地覆盖光学观察皿2内的底部，而摄像机3位于光学观察皿2的下方并且摄像头朝向光学观察皿2的底部，从而使得摄像机3拍摄的PN/A颗粒污泥照片较清晰，进而保证了数据处理的精确度。
[0020]可选的，所述安装槽12的内壁设置有内螺纹，所述LED光源4的外壁设置有与所述内螺纹相适配的外螺纹。
[0021]通过采用上述技术方案，所述LED光源4和所述安装槽12以螺纹的形式相连，装卸方便，相连紧密且牢固，从而确保了LED光源4的稳定性。
[0022]第二方面，本申请提供了一种采用上述测定装置检测水样生物抑制性的方法，包括以下步骤：S1、在所述升流式反应器1内接种PN/A颗粒污泥，所述PN/A颗粒污泥呈砖红色，进
水，开启曝气装置10，控制曝气池内DO浓度；S2、根据接种污泥的MLSS，每5d测定污泥的活性q，每5d打开所述取样阀门7，从排泥管6排出4～6mlPN/A颗粒污泥至光学观察皿2中，使其均匀平铺在所述光学观察皿2内的底部；S3、使用所述摄像机3拍摄PN/A颗粒污泥照片，所述数据处理单元对所述PN/A颗粒污泥照片显示的PN/A颗粒污泥的垂直投影面积进行识别和统计分析，得到PN/A颗粒污泥照片的整体投影面积A
G
和PN/A颗粒污泥照片中砖红色区域投影面积A
R
；S4、根据如下公式计算综合抑制性P，式中，q为污水中颗粒污泥的活性，q0为对照组中颗粒污泥的活性。
[0023]通过采用上述技术方案，本申请定量地测定水样生物综合抑制性，对PN/A颗粒污泥内菌群活性变化和颗粒形态变化进行精准地评价。
[0024]可选的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水样生物抑制性的测定装置，其特征在于，包括升流式反应器(1)、光学观察皿(2)、摄像机(3)、数据处理单元以及LED光源(4)；所述升流式反应器(1)一侧的底部设有进水管(5)，另一侧的下部设有排泥管(6)，所述排泥管(6)上设有取样阀门(7)，所述进水管(5)与进样系统(8)相连，所述进水管(5)上设有水泵(9)，所述升流式反应器(1)内的底部设有曝气装置(10)；所述光学观察皿(2)的顶部设置有进样口(11)，所述进样口(11)与所述排泥管(6)的出口端相连，所述光学观察皿(2)的底部由透光材料制成，所述光学观察皿(2)下部的侧壁向内凹陷形成安装槽(12)；所述LED光源(4)安装在所述安装槽(12)内；所述摄像机(3)设置在所述光学观察皿(2)的下方，所述摄像机(3)的摄像头朝向所述光学观察皿(2)的底部，所述摄像机(3)与所述数据处理单元相连。2.根据权利要求1所述的水样生物抑制性的测定装置，其特征在于，所述升流式反应器(1)内设置有DO监测探头(13)、硝态监测探头(14)、亚硝监测探头(15)以及氨氮监测探头(16)，所述DO监测探头(13)、硝态监测探头(14)、亚硝监测探头(15)以及氨氮监测探头(16)分别与水质在线监测系统(17)相连。3.根据权利要求1所述的水样生物抑制性的测定装置，其特征在于，所述光学观察皿(2)的底部呈方形，所述光学观察皿(2)顶部的下表面为背光面，所述光学观察皿(2)的侧壁和/或底部由石英玻璃板制成。4.根据权利要求1所述的水样生物抑制性的测定装置，其特征在于，所述LED光源(4)的长度为所述光学观察皿(2)底部长度的3/4～4/5。5.根据权利要求1所述的水样生物抑制性的测定装置，其特征在于，所述安装槽(12)的内壁设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄子恒，殷红桂，钱飞跃，刘锋，王苏琴，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：