水體污染物監測 － 微生物呼吸測量法的應用

城市污水處理廠主要采用以活性污泥工藝處理廢水中的污染物質并結合厭氧消解工藝實現初沉污泥和剩余污泥減量化，即利用活性污泥中微生物的生理代謝活動來去除廢水中的有機污染物質，而利用厭氧微生物將初沉污泥和剩余污泥中的有機物消解為甲烷和二氧化碳，進而實現廢水中含碳有機物和氨氮的去除和污泥的減量和資源化處理的總體目的。其中含碳有機物和氨氮的去除是需要消耗氧氣的微生物代謝過程，而污泥的消解則為微生物厭氧代謝過程。通過測定好氧細菌因降解污水中有機質而所需的氧氣消耗可以計算出生化需氧量（BOD）；通過檢測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）；通過測定甲烷生成量測定初沉和剩余污泥甲烷潛力（BMP）；通過檢測厭氧消解后沼液沼渣的殘余氣體生成量評估殘留溫室氣體潛力（RGP）；通過測定氮氣的釋放量可以評估厭氧氨氧化菌在特定條件下的活性（SAA）；也可以通過分析潛在有毒有害物質對微生物呼吸速率的抑制作用評估相關物質的毒性。

應用領域

活性污泥活性分析

微生物呼吸儀Gas Endeavour® III可基于氣體體積測量原理對釋放氣體進行連續和在線監測。該儀器是進行以下批次活性測試的理想分析工具：

1）批次脫氮活性分析 – 該測試旨在評估污泥樣品的最大脫氮速率和厭氧微生物生長收益。

2）批次厭氧氨氧化活性分析 – 該測試用于評估厭氧氨氧化菌在特定條件下的活性（SAA），或通過記錄由厭氧氨氧化生物質引起釋放的氮氣來研究不同化合物對SAA的毒性影響。

微生物呼吸測定法

Gas Endeavour® III作為一種采用體積法進行連續氣體體積測量的全自動呼吸儀。它可以搭配我們的產品原位二氧化碳吸附裝置使用，用作微生物呼吸速率分析的密閉呼吸計。完整的儀器配置可以為使用生物質和廢水樣品進行厭氧和有氧呼吸測定提供實際解決方案。

1）厭氧微生物呼吸測定 – 對甲烷產生速率進行不斷監測，并反映了產氣速率受限的過程（通常是在復雜底物的情況下的水解）。

2）好氧微生物呼吸測定 – 可以通過將Gas Endeavour和原位二氧化碳吸附裝置組合起來，可以在無限制氧氣供應的條件下連續監測耗氧量。

3）用于廢水特性的批次測試 – 包括厭氧廢水處理的生化甲烷潛力（BMP）測定和用于評估廢水處理廠有機物去除和接收廢水的有機物濃度的生化需氧量（BOD）測定。

4）用于微生物特性的批次測試 – 包括比產甲烷速率（SMA）測定，用于評估活性污泥的氧利用率（OUR）和活性污泥比耗氧速率（SOUR）的生物代謝活性。

技術參數

培養單元——標準版

•       系統中的最大反應器數量：18 個或9 個

•       反應器材料：玻璃

•       標準反應器容量：500 ml或1000 ml

•       加熱類型：恒溫水浴

•       尺寸：68 x 56 x 33 cm （恒溫水浴）

•       溫度控制：最高可達 60 °C （140 °F） 精度為 0.2 °C

•       反應器攪拌：多功能機械攪拌，使用無刷直流電機 （可調節間隔、速度和旋轉方向），最高轉速220轉/分鐘

培養單元-動物營養版

•       每個系統的最大反應器數量：18個或9 個

•       反應器材料：玻璃

•       標準反應器容量：250 ml

•       加熱類型：恒溫搖床水浴

•       尺寸：53 x 33 x 28 cm （恒溫水浴）

•       溫度控制：最高可達 99 °C （210 °F）

二氧化碳吸附裝單元

•       二氧化碳吸附瓶：18個和9個

•       二氧化碳吸附瓶容量： 250 ml

•       瓶托尺寸：55 x 28 x 17（兩組和單組）

•       推薦吸附液：3 M NaOH （含pH指示劑*），每個瓶子200ml （不包括在內）

•       吸收效率：>98%

*儀器標準配置不包含推薦吸附液

BPC Core 核心單元

•       工作原理: 氣液置換和浮力

•       氣體測量腔體單元數量: 18個 或 9個

•       單元尺寸: 55 x 19 x 17 cm

•       內置傳感器: 溫度、壓力、磁力、水平儀

•       接口: 以太網、電源、USB B、電機控制

•       顯示屏: OLED屏 2.8英寸 256 x 64

•       外殼: 鋁合金和塑料

•       電源: 12 V直流/1.0 A，100-240 V交流

•       適用環境: 室內

•       測量介質: 去離子水和蒸餾水

•       操作溫度: 0 – 50℃

•       操作壓力: -50 – 50 mbar

•       進出氣口直徑: ID: 2.4 – 2.6 mm;OD: 4.2 – 4.7 mm;推薦氣管直徑: 內徑ID: 4 mm;外徑 OD: 6 mm

•       測量分辨率: 2ml或9ml

•       檢測容量: 9ml流量腔體單元每個通道可累積測量7200L氣體；2ml流量腔體單元每個通道可累積測量1600L氣體

•       測量范圍: 1 – 6000 ml/h （9ml流量腔體單元）；0.2 – 1500 ml/h（2ml流量腔體單元）

•       重復性:CV ≤ 1%（ 9ml流量腔體單元）； CV ≤ 3% （2ml流量腔體單元）

•       適用氣體:非侵蝕性氣體（例如CH4，CO2，H2，N2等）

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