邻氨基苯酚对污泥产率及微生物活性的影响

韦学玉,刘志刚,闫玉涛,徐晓平,王晓菊(.安徽工程大学建筑工程学院,安徽 芜湖 4000；.河海大学环境学院,江苏 南京 0098；3.宁波市自来水有限公司,浙江 宁波 3504)

邻氨基苯酚对污泥产率及微生物活性的影响

韦学玉1,2*,刘志刚2,3,闫玉涛2,徐晓平1,王晓菊2(1.安徽工程大学建筑工程学院,安徽 芜湖 241000；2.河海大学环境学院,江苏 南京 210098；3.宁波市自来水有限公司,浙江 宁波 315041)

为了探讨化学解偶联剂在实现污泥减量的同时对污泥活性抑制作用,通过批次试验研究不同浓度邻氨基苯酚(oAP)对污泥减量效果、微生物活性以及由于微生物活性的改变对基质(NH4+-N、CODCr)去除变化的影响.分别采用 TTC-ETS(氯代三苯基四氮唑脱氢酶)活性、INT-ETS(碘硝基四氮唑脱氢酶)活性、AUR(氨摄取速率)和SOUR(比耗氧速率)4个指标考察污泥活性受oAP的抑制情况.结果表明:oAP添加量为12mg/L时,平均表观污泥产率Yobs由0.443下降到0.256mgMLSS/mgCOD,污泥减量为 42.20%.与有机物去除抑制相比,活性污泥系统对 NH4+-N去除的抑制作用更加显著,而硝化细菌比异养菌对 oAP响应更敏感.因此,NH4+-N去除率比 CODCr去除率更能反映出oAP对污泥活性的影响.通过NH4+-N去除率的抑制对比,AUR是最能有效地表征oAP对活性污泥系统中的微生物抑制作用.通过IC50分析显示,TTC-ETS的活性为35.51mg/L, 在所有指标最小,灵敏度最高,是表征oAP抑制污泥活性的最佳指标.

化学解偶联剂;邻氨基苯酚(oAP)；污泥活性；氯代三苯基四氮唑脱氢酶活性；碘硝基四氮唑脱氢酶活性；氨摄取速率；比好氧速率

活性污泥法是一种污水的好氧生物处理法,是目前城市污水处理厂应用最为广泛的污水处理技术.该工艺的最大弊端是在运行过程中会产生大量的剩余污泥,由此而产生的处理费用占整个污水处理厂运行成本的 50%～60%[1-3].一些污泥减量如臭氧氧化、延时曝气等方法,运行成本较高,而且难以操控,其实质是对产生污泥后的处理,并非污泥减量技术.因此,过程控制污泥产率是解决污泥问题的最有效的方式.研究表明[4-5],在活性污泥工艺中加入化学解偶联剂,造成用于合成能量的部分质子发生无效循环,从而使有机物的氧化和细胞内的磷酸化作用解偶联,用于合成生物量的ATP减少,达到污泥减量的效果.从而实现“源头控制”污泥产率的目的.研究表明,不同种类以及不同剂量的化学解偶联剂产生不同程度的污泥减量效果[6-7].利用同浓度8种不同类型的化学解偶联剂对污泥减量化作用,氨基酚类污泥减量效果明显优于氯酚类和硝基酚类,当TCS浓度＞0.4mg/L具有明显的污泥减量效果,当其浓度为0.8mg/L,污泥减量达40%[9].

由于化学解偶联剂一般都是脂溶性小分子物质,对活性污泥系统中微生物活性具有一定的抑制和毒害作用.用 AUR(氨摄取速率)和 SOUR (比耗氧速率)表征化学解偶联剂对活性污泥的影响,三氯苯酚(TCP)对异氧菌的抑制作用明显高于自氧菌[10];四氯水杨酰苯胺(TCS)对活性污泥系统中 TTC-ETS(氯代三苯基四氮唑脱氢酶)活性、INT-ETS(碘硝基四氮唑脱氢酶)活性有明显的抑制作用,与对照组相比分别降低了39.19%和33.14%.化学解偶联剂实现污泥减量化的同时,对活性污泥系统中的微生物也有一定的抑制作用,因此,考察化学解偶联剂对微生物活性的影响也至关重要.该研究以氨基苯酚类代谢解偶联剂中的邻氨基苯酚(oAP)为例,研究其不同浓度下污泥减量效果,并综合利用 TTC-ETS活性、INT-ETS活性、AUR、SOUR这4个指标来表征化学解偶联剂oAP对污泥中微生物活性的影响,为化学解偶联污泥减量化及对活性污泥系统的影响进行更深入的探讨.

1 材料与方法

1.1 污泥的培养与驯化及污水配制

取某污水处理厂(A2/O)二沉池污泥,试验前将取回来的污泥用自来水冲洗数遍,曝气 24h,确保原有基质不对后期试验产生影响,随后接种到SBR反应器中进行培养与驯化,待用.模拟城市生活污水的组成,用葡萄糖、淀粉各200mg/L,相当于400mg/L化学需氧量(COD),作为底物.无机培养液的物质组成及浓度(mg/L)如下 NH4Cl 96、KH2PO454、CaCl2·2H2O 5和MgSO4·7H2O 40;将 0.5mL/L配制好的微量元素储备液加入到模拟废水中.微量元素储备液的组成及浓度(mg/L)为 :ZnSO4·7H2O 22、 MnCl2·4H2O 5.1、FeSO4·4H2O 5.0、CuSO4·5H2O 1.8及CoCl2·6H2O 1.6.用0.1mol/L HCl或0.1mol/L NaOH调节pH值使其维持在 7.0左右.溶解氧(DO)浓度控制在5mg/L以上.

1.2 实验方案

考察添加oAP在不同浓度下对污泥产率及污泥中微生物活性的影响.首先进行污泥产率批次试验,分别在实验组R1、R2、R3、R4、R5中加入4mg/L、8mg/L、12mg/L、16mg/L、20mg/L的 oAP, R6设为对照组.试验前,活性污泥系统MLSS为2500mg/L,COD为400mg/L,控制溶解氧在5mg/L.

其次考察 oAP对污泥微生物活性的批次试验,将烧杯置于搅拌器上,同时开始搅拌曝气.为保证系统充足溶解氧(DO),控制DO在4mg/L, pH值控制在7.0左右,混合液置于有效容积为500mL的烧杯中,加入人工模拟污水,每 20min在系统中检测所有样品的 NH4+-N浓度,并做好记录,用以计算AUR;150min后停止曝气,锥形瓶中重新换入污水搅拌运行,并在每瓶中分别取1mL、0.3mL污泥混合液进行TTC-ETS和INT-ETS活性测定.同时,从每瓶中再取出混合液置于6个250mL的烧杯中,充分曝气,当 DO达到饱和状态时插入溶解氧电极, ,检测系统DO并做好记录,用以计算SOUR.

1.3 电子传递链(ETS)活性

电子传递链(ETS)活性包括 TTC-ETS活性和INT-ETS活性,采用Wang测定方法[12].具体方法取污泥混合液(TTC-ETS取 1mL,INT-ETS取0.3mL),置于 10mL 的离心管,分别加入(TTC-ETS:1.5mLTris-HCl缓冲溶液、0.5mL的0.36%Na2SO3溶液和 2mL的 0.4%TTC溶液;INT-ETS:1.5mL的Tris-HCl 缓冲溶液和1mL的 0.2%INT溶液),迅速置于 (37±1)℃的水浴振荡器内振荡培养30min,结束后,加1mL的37%甲醛,以上操作均在暗处进行,然后,在 4000r/ min下离心 5min,弃去上清液,TTC-ETS加入5mL的丙酮,INT-ETS加入5mL甲醇,搅拌均匀,继续在(37±1)℃下暗处振荡萃取 10min,萃取完毕后,在 4000r/min下再离心 5min.用分光光度计在 485nm处测定萃取液的吸光度,经离心的沉淀污泥在(105±1)℃下烘干1h后称重.其计算公式如下:

式中: TTC-ETS为 TTC-电子传递体系活性, INT-ETS为 INT-电子传递体系活性,单位均为µg/(mg⋅h); D485为波长 485nm处的上清液吸光度;V为萃取剂体积,mL; ki为标准曲线斜率;W为污泥干重, mg; t为培养时间, h.

1.4 分析方法

由于ETS活性、SOUR和AUR参数的单位不同,无法直接进行比较,为了使3者具有可比性,引入抑制率这一指标,其计算公式:

式中,S0为对照组的TTC-ETS、INT-ETS活性、SOUR和AUR值,S为代谢解偶联剂质量浓度下的 TTC-ETS、INT-ETS活性、SOUR和AUR值,为方便有效地将代谢解偶联剂质量与活性污泥系统中微生物活性各指标的抑制状况进行分析,引入参数Γ:

式(4)仅适用污泥活性的抑制百分比在5%～95%范围内.回归方程曲线上对应 Γ=1的oAP质量浓度即为抑制50%污泥活性的oAP质量浓度,即半最大效应浓度,记作 IC50.采用Origin8.5软件进行统计分析.

氨摄取速率(AUR)测定采用 Stasinaki方法13],用 NH4+-N浓度变化值与时间关系作图法方法求得,直线的斜率与指标测定生物量MLSS比值,即得AUR;比耗氧速率(SOUR)测定采用 Chen测定方法[14],用溶解氧(DO)随时间的关系图的方法求得,通过线性回归分析得耗氧速率值,再除以指标生物量 MLSS即得SOUR.

常规指标CODcr、NH4+-N和MLSS的分析方法主要参照APHA标准测定[15].污泥产率系数(Yobs)是指每去除 1mg COD所新产生的污泥量(mg),即,污泥减量计算公式:

2 结果与讨论

2.1 oAP浓度对污泥产率的影响

oAP浓度对污泥产率和污泥减量的影响见图1.随着oAP浓度从0～20mg/L增加,污泥表观产 率 从 0.443mgMLSS/mgCOD 减 少 到0.222mgMLSS/mg COD,当添加量20mg/L时,污泥表观产率最低,为 0.222mgMLSS/mg COD,与未添加oAP相比,污泥减少了近一半,为49.80%,当 oAP添加量 12mg/L 时,污泥产率为0.256MLSS/mgCOD,污泥减量为42.20%.与oAP添加量12mg/L时相比,在添加量20mg/L时,污泥减量效果差别不大;在添加量分别 4、8mg/L时,污泥表观产率分别为 0.441和 0.348mg MLSS/ mgCOD,污泥减量仅4.50%、21.40%,污泥减量效果不明显.所以,添加量为12mg/L时,为代谢解偶联剂oAP最佳的添加量.oAP能够使氧化磷酸化解偶联,其作用机制如图 2所示,在 pH=7环境下,oAP以离解的形式存在时不能透过膜,因为它是脂不溶性的.在酸性环境中oAP接受质子后成为不解离的形式而变为脂溶性的,从而容易透过膜,同时将一个质子带入膜内[16].解偶联剂使内膜对 H+的通透性增加,出现质子泄露,造成细胞膜两侧H+浓度降低,使质子动势(PMF)减弱,出现氧化磷酸化解偶联,造成三磷酸腺苷(ATP)的合成减少[17-18].在维持代谢的基础上,用于生化合成的能量大大减少,从而实现污泥减量化[19-20].在oAP解偶联作用时,一定量的oAP只能结合一定量的质子,一定量解偶联剂浓度与污泥浓度比能较好的实现污泥减量.

图1 oAP浓度对污泥产率及污泥减量的影响Fig.1 Effects of oAP concentration on sludge yield and sludge reduction

图2 oAP污泥减量化机理Fig.2 Mechanism of excess sludge reduction induced by oAP

2.2 oAP对基质去除的影响

由于oAP对活性污泥系统中的微生物具有一定抑制和毒害作用,oAP对基质的去除情况见图3.由图3可知,随着oAP添加量的增加,基质去除的影响程度各不相同,污泥产率显著降低.当oAP由4mg/L增加到12mg/L时,COD去除率由90.07%下降到85.12%,NH4+-N去除率由87%下降到 78%,也就是说 oAP对 COD去除影响较NH4+-N小[21-23],表明 oAP使污泥产率系数的降低是由于降低了细胞的合成量而并非是底物的氧化降解量[15],随着oAP添加量增加,对COD去除率影响较小,而NH4+-N去除率大幅度降低,说明oAP对异养菌的影响较自养菌小[10].出水氨氮增高,这可能是由于微生物将未能合成自身细胞的那部分N释放到水中所造成的[14].对硝化反应的抑制作用更加显著,而对异养菌的抑制作用小于硝化细菌,导致CODCr去除率不能及时有效地反映出污泥活性的变化,在研究重金属对活性污泥的影响时得出同样的结论[24,25].代谢解偶联剂有一定的毒性,影响ETS活性,造成活性污泥系统中的微生物功能降低,而且,对氨氧化菌的影响比硝化菌强,通过DGGE分析,添加解偶联剂二氯苯酚(2,6-DCP)后,亚硝化单胞菌消失[10].

图3 oAP对基质去除率的影响Fig.3 Effect of oAP on substrate removal rate

2.3 ETS活性、SOUR和AUR对污泥活性的表征

从以上的讨论可知,oAP对活性污泥系统去除NH4+-N的抑制作用比去除CODCr抑制作用更为显著.因此,若ETS活性、AUR和SOUR这些指标能够表征 oAP对活性污泥系统去除NH4+-N能力的变化,则说明利用该指标能够表征污泥活性受oAP影响的大小.活性污泥分别受到oAP抑制作用后,其TTC-ETS活性、INT-ETS活性、AUR和SOUR与NH4+-N去除率之间的关系如图4所示.

由表1可知,当活性污泥受到oAP抑制作用后,污泥TTC-ETS活性、INT-ETS 活性、AUR和SOUR与 NH4+-N去除率间的相关系数分别为0.980、0.975、0.991和0.906,均大于0.9,呈线性正相关,可作评价指标,其中AUR与NH4+-N去除率的相关系数最大.表明在 oAP作用下,AUR更加契合 NH4+-N去除的变化规律.当活性污泥受到oAP抑制作用时,4个指标均能用来表征污泥活性.从氮的和 COD去除情况来看,硝化菌比异氧菌对oAP更为敏感,SOUR表征异氧菌耗氧情况,AUR则表征硝化菌的耗氧率,所以,AUR与 NH4+-N 去除率之间的相关性最好,说明AUR最能有效地表征oAP对污泥活性的抑制作用的描述,其次为 TTC-ETS活性、INT-ETS活性和SOUR[26-28].

图4 oAP作用下NH4+-N去除率与污泥活性之间的关系Fig.4 The relationship between NH4+-N removal rate and the activity of sludge under the action of oAP

表1 拟合模型各参数值Table 1 Parameters of fitting model

2.4 oAP对污泥活性抑制作用影响

添加oAP后污染物质去除及污泥TTC-ETS活性、INT-ETS 活性、SOUR和AUR等都会受到不同程度的影响[29-30].比较IC50值oAP对活性污泥微生物各抑制评价指标的灵敏度,IC50值越小,说明该指标响应度高[26,31],将不oAP浓度和污泥活性抑制率对应的参数Γ建立多项式拟合,见图5.在95%的置信水平下,抑制率为50%,Γ=1,对应的IC50可取.不同oAP浓度与Γ拟合方程均有良好的相关性,相关系数＞0.94,依据各指标对应的拟合方程可求得各指标oAP的IC50,曲线对应的拟合方程及IC50见表2.当加入oAP时,4种指标的灵敏度表现为TTC-ETS活性＞INT-ETS活性＞AUR＞SOUR.与TTC-ETS活性相比,INT-ETS活性表征Cu2+对污泥的毒性作用的灵敏性较差,究其原因是INT和氧化还原电分别为+90mV、+490mV,基质电子只能在既定传递体间传递,且传递方向取决于基质电子的电化学动势.污泥TTC-ETS活性表征oAP对活性污泥微生物抑制影响的灵敏性最高,这可能是不同种类的受体在氧化呼吸链中接受基质电子的部位不同所致[27].因此,当基质环境变化时,电子传递链活性较AUR和SOUR值响应快速.化学解偶联剂会影响菌群结构及功能性微生物的丰度,对二氯苯酚(2,6-DCP)在序批式反应器长期运行研究发现,2,6-DCP对氨氧化菌(AOB)的抑制作用较大[10,32].本研究AUR指标的敏感性高于SOUR,也可能是oAP抑制了AOB的活性,从而引起AUR较SOUR变化快.

图5 oAP添加量与Γ的关系曲线Fig.5 Relationship curve of the addition of oAP and Γ

表2 oAP与Γ的拟合方程及 IC50Table 2 Fitting equations of oAP and Γ and IC 50

3 结论

3.1 化学解偶联剂能够降低污泥产率,一定量的oAP浓度与一定量的污泥浓度(比解偶联剂浓度)能够较好的实现污泥减量,即 oAP最佳添加量为12mg/L.

3.2 化学解偶联剂 oAP对活性污泥的硝化作用有明显的抑制作用,硝化细菌相比异养菌对oAP敏感性更强,与CODCr去除率相比,NH4+-N去除率更能有效的反映出oAP对污泥活性的抑制作用. 3.3 通过oAP对NH4+-N去除率的变化情况进行分析,污泥TTC-ETS活性、INT-ETS活性、SOUR和 AUR均能有效地用于表征oAP对污泥活性的抑制作用, AUR的拟合效果最好.

3.4 污泥 TTC-ETS活性的 IC50最小,为35.51mg/L,响应值最低,是表征oAP对污泥活性抑制的最佳指标.

[1] Guo W Q, Yang S S, Xiang W S, et al. minimization of excess sludge production by in-situ activated sludge treatment processes-A comprehensive review [J]. Biotechnology Advances, 2013,31,1386-1396.

[2] 宋云龙,张金松,朱 佳,等.基于高通量测序的微生物强化污泥减量工艺中微生物群落解析 [J]. 中国环境科学, 2016,36(7), 2099-2197.

[3] 田 禹,左 薇,陈 琳,等.城市污水污泥过程减量及资源化利用理论与技术 [M]. 北京:科学出版社, 2012:8-10.

[4] Lin S, Jiang W J, Tang Q, et al. Impact of a metabolic uncoupler2,4-dichlorophenol on minimization of activated sludge production in membrane bioreactor [J]. Water Science and Technology, 2010,62(6):1379-1385.

[5] 叶芬霞,解偶联代谢对活性污泥工艺中剩余污泥的减量化作用[D]. 杭州:浙江大学, 2003.

[6] Zuriaga-Agustí E, Mendoza-Roca J A, Bes-Piá A, et al. Sludge reduction by uncoupling metabolism: SBR tests with paranitrophenol and a commercial uncoupler [J]. Journal of Environmental Management, 2016,182:406-411.

[7] Zheng G H, Li M N, Wang L. Feasibility of 2,4,6-trichlorophenol and malonic acid as metabolic uncoupler for sludge reduction in the sequence batch reactor for treating organic wastewater [J]. Applied Biochemistry and Biotechnology, 2009,144(2):101-109.

[8] Xie, M L. Utilization of 8kinds of metabolic uncouplers to reduceexcess sludge production from the activated sludge process. Master Thesis, Beijing Technology Business University, 2002.

[9] Chen G H, Mo H K, Liu Y. Utilization of a metabolic uncoupler, 3,3’,4’,5-tetrachlorosalicylanilide (TCS) to reduce sludge growth in activated sludge culture [J]. Water Research, 2002,36:2077-2083.

[10] Tian Y, Zhang J, Wu D, et al. Distribution variation of a metabolic Uncoupler 2,6-dichlorophenol (2,6-DCP) n long-term sludge culture and their effects on sludge reduction and biological inhibition [J]. Water Research, 2013,47:279-288.

[11] Feng X C, Guo W Q, Yang S S, et al. Possible causes of excess sludge reduction adding metabolic uncoupler 3,3’,4’,5-tetrachlorosalicylanilide (TCS) in sequence batch reactors [J]. Bioresource Technology, 2014,173:96-103.

[12] Wang W, Li X C, Wang P F, et al. Long-term effects of Ni (II) on the performance and activity of activated sludge processes [J]. Ecotoxicology Environmental Safety, 2013,92:144–149.

[13] Stasinakis A S, Mamais D, Thomaidis N S, et al. Inhibitory effect of triclosan and nonylphenol on respirationrates and ammonia removal in activated sludge systems [J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2008,70(2):199-206.

[14] Chen G H, Mo H K, Liu Y. Utilization of a metabolic uncoupler3,3’,4’,5-retrachlorosalicylanilide (TCS) to reduce sludge growth in activated sludge culture [J]. Water Research, 2002,36(8):2077-2083.

[15] Lowry O H, Rosebrough N J, Farr A L, et al. Protein measurement with the folin phenol reagent [J]. Journal of Biological. Chemistry, 1951,193:265-275.

[16] 王镜岩,朱圣庚,徐长法.生物化学 [M]. 3版.(下册),北京:高等教育出版社, 2002:137-140.

[17] Low E W, Chase H A. The use of chemical uncouplers for reducing biomass production during biodegradation [J]. Water Science and Technology, 1998,37(45):399-402.

[18] Low E W, Chase H A, Milner M G, et al. Uncoupling of metabolism to reduce biomass production in the activated sludge process [J]. Water Research, 2000,34(12):3204-32l2.

[19] Low E W and Chase H A. Reducing production of excess biomass during wastewater treatment [J]. Water Research, 1999, 33:1119–1132.

[20] Li P, Li H C, Li J, et al. Evaluation of sludge reduction of three metabolic uncouplers in laboratory-scale anaerobic–anoxic–oxic process [J]. Bioresource Technology, 2016,22:131-36.

[21] Zhang J, Tian Y, Zuo W, et al. Inhibition of nitrification by the metabolic uncoupler, 2, 6-dichlorophenol (2,6-DCP) in a sequencing batch reactor [J]. Chemical Engineering Journal, 2013, 233:132-137.

[22] Zuriaga-Agustí E, Garrido-Mauri G, Mendoza-Roca J A, et al. Reduction of the sludge production in a sequencing batch reactor by addition of chlorine dioxide: Influence on the process performance [J]. Chemical Engineering Journal, 2012,209: 318-324.

[23] Ren S J. Assessing wastewater toxicity to activated sludge: recent research and developments [J]. Environment International, 2004, 30:1151-1164.

[24] Radnieckl T S, Stankus D P, Neigh A, et al. Influence of liberated silver from silver nanoparticles on nitrification inhibition of nitrosomonas europaea [J]. Chemosphere, 2011,85:43-49.

[25] Katipoglu T Y, Pala I O, Ubay E C, et al. Acute impact of erythromycin and tetracycline on the kinetics of nitrification and organic carbon removal in mixed microbial culture [J]. Bioresource Technology, 2013,144:410-419.

[26] Han J C, Liu Y, Liu X, et al. The effect of continuous Zn( ) Ⅱexposure on the organic degradation capability and soluble microbial products (SMP) of activated sludge [J]. Journal of Hazardous Materials, 2013,244/245(2):489-494.

[27] 尹 军,谭学军,任南琪.用TTC与INT-电子传递体系活性表征重金属对污泥活性的影响 [J]. 环境科学, 2005,26(1):56-62.

[28] 荣宏伟,张耀坤,张朝升,等. INT-ETS活性及AUR和SOUR表征污泥活性的比较 [J]. 环境科学研究, 2016,29(5):767-773.

[29] Frolund B, Palmgren R, Keiding K, et al. Extraction of extracellular polymers from activated sludge using a cation exchange resin [J]. Water Research, 1996,30:1749-1758.

[30] Wang Y P, Yu S S, Li J, et al. Tuning microbial electrogenic activity by uncouplers [J]. Process Biochemistry, 2016,51:1885-1889.

[31] Feng B, Fang Z, Hou J C, et al. Effects of heavy metal wastewater on the anoxic/aerobic-membrane bioreactor bioprocess and membrane fouling [J]. Bioresource Technology, 2013,142(8): 32-38.

[32] Zhang J, Tian Y, Zuo W, et al. Inhibition of nitrification by the metabolic uncoupler, 2,6-dichlorophenol (2,6-DCP) in a sequencing batch reactor [J]. Chemical Engineering Journal, 2013,233:132-37.

Effects of o-aminophenol on sludge yield and microbial activity.

WEI Xue-yu1,2*, LIU Zhi-gang2,3, YAN Yu-tao2, XU Xiao-ping1, WANG Xiao-ju2(1.The School of Civil Engineering and Architecture, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, China；2.College of Environment, Hohai University, Nanjing 210098, China；3.Ningbo Water Supply Co., Ltd, Ningbo 315041, China). China Environmental Science, 2017,37(7)：2550～2556

In order to view sludge reduction and estimate the inhibitory effect of chemical uncoupler on the activity of sludge, the influence of o-aminophenol (oAP) addition on efficiency of sludge reduction. The microbial activity and variation of removal efficiency in NH4+-N and CODCrinduced by addition oAP were investigated through batch tests. Four indexes, TTC-electron transport system activity (TTC-ETS), INT-electron transport system activity (INT-ETS), ammonia uptake rate (AUR) and specific oxygen uptake rate (SOUR) were used to characterize the inhibitory effects of the metabolic uncoupler on the sludge activity. The results showed that the average apparent sludge yield of Yobs was decreased from 0.443 to 0.256MLSS/mgCOD for 42.20%, when oAP concentration was set as 12mg/L. The inhibitory effect of oAP on removing NH4+-N was more significant than on decomposing organics, and nitrifying bacteria were more sensitive than heterotrophic bacteria to the inhibitory effects of oAP, which showed the toxic influence on the activity of sludge. Through comparing the inhibition rates of NH4+-N removal efficiency, AUR is supposed to be the most effective index to characterize the inhibitory effects of metabolic uncoupler. Besides, TTC-ETS activity can be used as the optimum index to characterize inhibitory effects of oAP, because its median inhibitory concentration was the minimum of 35.51mg/L, as the minimum one among the four indexes.

chemical uncoupler；o-aminophenol(oAP)；sludge activity；TTC-electron transport system activity；INT-electron transport system activity；ammonia uptake rate(AUR)；specific oxygen uptake rate (SOUR)

X703.5

A

1000-6923(2017)07-2550-07

韦学玉(1978-),男,河南淮阳人,讲师,博士研究生,主要从事水处理理论与技术及污泥减量方面的研究.发表论文10余篇.

2016-12-14

国家自然科学基金资助项目(51502106);安徽高校自然科学基金重点项目(KJ2017A119)

* 责任作者, 讲师, wxyu1027@126.com