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在污水生物处理中,活性污泥对有机物的去除和降解主要是依靠活性污泥微生物中酶的催化化学反应完成的。活性污泥的酶活性是表征、分析和预测污水生物处理能力的重要指标,磷酸酶是一种专一性较广的磷酸酯水解酶,可将底物去磷酸化,通过水解磷酸单酯将底物分子上的磷酸基团去除,参与污水生物处理中磷代谢、有机物降解等一系列水解酸化反应,是污水生物处理中重要的酶之一。研究和分析活性污泥磷酸酶活性变化特征及规律,对于深入探讨污水生物处理机理,分析生物降解有机物的能力、速率及系统的运行效果,寻求提高污水生物处理系统的技术途径,具有重要的理论及应用意义。本文以SBR活性污泥系统为研究对象,在对污泥磷酸酶活性检测方法及各种影响因素进行较为系统研究的基础上,比较和分析了磷酸酶活性表征污泥活性的灵敏性;分别以有机物质、氨氮和硝态氮为底物,研究了磷酸酶活性表征有机物降解过程、硝化过程和反硝化过程的可行性;系统地考察了不同运行工况下的SBR系统中磷酸酶活性的变化规律及特征,为寻求提高污水生物处理系统的技术途径提供理论依据。试验研究结果表明,污泥中磷酸酶活性最大吸收波长分别为590nm;磷酸酶在85%(V/V)丙酮溶液中的摩尔吸收系数(ε590)为16441L/(mol·cm),是磷酸酶活性检测中萃取剂的最佳选择;磷酸酶活性在10℃~50℃的范围内,随培养温度的增加而提高;磷酸酶检测的培养时间在8-12h内保持在相对较高的水平上;选用pH=9.4的硼酸盐缓冲液来检测活性污泥磷酸酶活性,该pH值可以保证获得较高的磷酸酶活性检出率。当污泥浓度超过一定数值时,磷酸酶活性均随污泥浓度的增加而降低。在有机物质、氨氮和硝态氮存在的条件下,磷酸酶活性在有机物降解、硝化、反硝化阶段出现特征点的时间均与体系内的DO(无反硝化阶段)、ORP和pH值出现特征点的相关性,说明磷酸酶活性能揭示出有机物降解、硝化和反硝化的进程变化,表明磷酸酶活性表征污泥的生物活性是可行的。SBR系统在不同温度、进水氨氮浓度、进水有机物浓度条件下的运行试验结果表明,在有机物降解阶段,磷酸酶活性不断降低,并在COD去除完毕时出现凹点;当硝化作用开始时,磷酸酶活性先上升后下降,当硝化反应结束时出现平台期;在反硝化搅拌阶段,磷酸酶活性先上升,当反硝化结束时转而下降,并开始趋于稳定。系统运行工况改变的情况下,SBR系统活性污泥磷酸酶活性变化规律没有明显改变,但在不同反应阶段,曲线上标志的特征点出现时间以及磷酸酶活性数值均发生改变。