为寻找一种快速、简便和环保的检测活性污泥代谢状态的新方法,基于光穿过存在浓度梯度的液体会发生折射而光路改变的原理,本实验创新性的将这一原理用于CASS生物处理系统中微生物的活性检测上,即光偏转法检测微生物活性。活性污泥中微生物通过代谢作用会在生物膜与外部溶液的界面附近形成代谢物浓度梯度,且该浓度梯度的明显程度会随微生物生长代谢状态的改变而改变。本研究参照PFU法的微生物种群聚集方式将富集有微生物的球型填料置于蒸馏水中,然后用一束激光相切的穿过填料边缘,检测激光偏转距离。实验通过初期光学平台、实验设施、仪器的搭建、探索,并通过改进后,验证了实验的可行性。与此同时模拟运行CASS工艺,当系统运行稳定后,分别在CASS系统缺氧池和好氧池投放PVA球型填料,使活性污泥中的微生物在PVA球型填料上富集后,采集填料置于蒸馏水中,微生物的代谢产物会在蒸馏水中扩散形成浓度梯度,当激光穿过这一浓度梯度时,会发生偏转,通过检测激光偏转信号的强弱,即可反应污泥中微生物的生长代谢状态。同时记录同一条件下CASS出水的COD、NH₃-N值,与光偏转量进行对比分析。实验结果表明:采用WNOIHB型光学平台、Melles Griot 05-STP910-230型稳频氦氖激光器、CCD相机接收器,配合D500C图片分析软件,证实可以观测到药品扩散所引起的激光光斑偏移;采用球型微孔填料富集微生物,避免了半透膜包裹活性污泥时的漏液现象,且球型填料表面光滑、无杂物,易观测;将填料置于盛水容器内进行观测时,最佳的检测时间为将PVA球型填料置于盛水容器3min内,时间越长,光斑的位移现象越不明显;通过控制CASS的曝气时间、温度参数发现,在CASS曝气2h时,光偏量出现最大值,同时COD及氨氮的去除效率也最高;微生物适宜温度下所产生的光偏量大于低温情况;好氧池填料所产生的光偏量大于缺氧池;当CASS水质变为啤酒厂工业废水时即水质突变时,光偏量有所减小且无章可循,待CASS运行稳定后,又会基本重现上述的实验结论。所以采用光偏转法检测微生物的活性在一定程度上是可行的。图38幅,表10个,参考文献75篇。