重金属对生物脱氮除磷系统中微生物的毒性影响

【摘要】： 在采用活性污泥生物法处理城市污水的过程中，微量重金属是微生物生长所需的营养物质，是微生物机体及其各种酶的组成部分。但重金属浓度过高反而会引起毒害作用，使微生物中毒甚至死亡，最终影响污水处理效果。重金属对微生物的影响途径主要有抑制微生物的呼吸作用、与酶的活性或非活性中心结合而失活。本课题根据微生物酶系统及呼吸速率受重金属抑制的机理，采用活性污泥微生物电子传递体系(ETS，Electron Transport System)活性（脱氢酶活性）、比氧摄取速率(SOUR，Specific Oxygen Uptake Rate)以及氨摄取速率（AUR）做为主要检测手段；从理论和应用两方面探讨了铜、镉、汞、锌四种不同重金属对脱氮除磷系统及其各种微生物活性的影响；并对脱氮除磷系统进行了铜锌离子驯化培养；结果表明： （1）与好氧异养菌相比，硝化细菌对各种重金属毒性更为敏感。4种重金属离子对硝化细菌的毒性大小顺序为：Hg2+＞Cu2+＞Cd2+＞Zn2+。 （2）提高污泥浓度可明显促进微生物脱氢酶活性、SOUR和AUR；有利于微生物抵抗重金属离子毒性。重金属毒性与COD负荷、pH及DO有明显相关性。DO的升高与重金属毒性一般起协同效应。 （3）四种重金属对生物除磷系统的毒性大小顺序为Cu2+＞Hg2+＞Zn2+＞Cd2+。重金属离子抑制下，INT-ETS活性适合于表征重金属离子对厌氧微生物的毒性，而TTC-ETS活性则适合于表征重金属离子对好氧微生物的毒性。 （4）铜锌离子对聚磷菌的毒性都具有滞后性，且对总磷去除率的影响与微生物体内铜锌的积累量有关。驯化污泥抵抗铜锌离子毒性能力大大提高。 （5）铜离子对驯化污泥TTC-ETS活性的抑制作用较INT明显，驯化微生物ETS活性并没有得到稳定性的提高。锌离子对驯化污泥TTC-ETS活性的抑制作用较INT明显；驯化微生物的INT-ETS活性有显著性提高。 （6）微生物对环境中铜离子的吸附能力与微生物体内积累量的关系较大。在外界重金属离子浓度很低的情况下，微生物体内积累的铜不易重新释放至水中，而锌则相反。