本實用新型屬于生態(tài)毒理學實驗領(lǐng)域，具體涉及一種檢測化學品對活性污泥呼吸抑制毒性的裝置。

背景技術(shù)：

有機化學品在排放進入環(huán)境前一般都要經(jīng)過污水處理廠處理，活性污泥工藝是污水處理廠最常見和有效的生物處理工藝，許多有機化學品在此過程中可能會發(fā)生吸附以及生物降解，但是仍有許多持久性以及高毒物質(zhì)很可能難以在污水處理廠中去除。當有毒化學品積累到一定濃度時將對活性污泥產(chǎn)生抑制作用，進而改變污泥的生物活性，影響污水處理的效果。

在化學品的風險評估中，活性污泥呼吸抑制毒性數(shù)據(jù)已成為生態(tài)毒理學領(lǐng)域內(nèi)一項重要參考指標，為了評估化學品對活性污泥的呼吸抑制毒性效應(yīng)，通常采用經(jīng)濟與合作發(fā)展組織(OECD)的化學品測試方法：活性污泥呼吸抑制試驗(方法編號209)。方法原理為：受試物與活性污泥和合成污水接觸3小時(如果受試物迅速降解，可采用較短的暴露周期，比如30分鐘)后，在一個密閉的插入氧電極的測氧容器中測定呼吸速率。通過含有受試物的試驗組的耗氧速率與不含受試物的對照組的平均耗氧速率相比，計算耗氧速率的抑制百分率。最終得到受試物對活性污泥呼吸抑制的EC_x(例如EC₅₀)和/或無觀察效應(yīng)濃度(NOEC)。該方法在預實驗中至少需要1次測量，如果預實驗有毒，正式試驗至少需要68次測量。由于國內(nèi)外目前未有此種測試的自動化儀器，使得該試驗需要多人耗費較長時間才能完成，試驗工作量巨大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種針對化學品對活性污泥呼吸抑制毒性測試的一體化自動檢測裝置，以測定化學品對活性污泥的呼吸抑制毒性，降低試驗的工作量。

本試驗裝置包括箱體、培養(yǎng)單元、曝氣單元和測定單元；所述的培養(yǎng)單元和曝氣單元設(shè)置于箱體中；所述的箱體為對開門，由可塑性樹脂材料制成；培養(yǎng)單元為帶蓋透明測試瓶，蓋頂設(shè)有恰好移入溶解氧電極以及pH電極的圓孔，該測試瓶置于箱體中的測試瓶底座上；所述曝氣單元由曝氣頭、曝氣泵以及開關(guān)控制器組成，所述曝氣泵安裝在箱體內(nèi)壁，該曝氣泵的曝氣導管上連接有曝氣頭，曝氣頭與上述測試瓶相連；所述測定單元由磁力攪拌器底座、計時器、溶解氧電極、 pH電極以及數(shù)字顯示屏組成，溶解氧電極以及pH電極插入到待測的測試瓶中，并與數(shù)字顯示屏相連。

考慮到化學試劑可能對金屬材質(zhì)的箱體造成腐蝕以及安置輕巧的作用，所述箱體采用透明度較高的可塑性材料制成。所述箱體正面對開門由透明度較高的可塑性材料制成，箱體內(nèi)第二層底板為厚度不超過5mm的樹脂制作，其余各面材質(zhì)均使用厚度不大于5mm的樹脂材料制作。頂部裝有可隨時掀起與折疊的透明罩，其中網(wǎng)罩框架側(cè)面及與箱體銜接處均有橡膠密封墊。

所述的測試瓶為帶橡膠蓋的透明圓柱形玻璃瓶，瓶底直徑以及瓶高分別為8 cm和13cm，蓋頂設(shè)有恰好能插入溶解氧電極的圓形孔。所述的曝氣導管直徑不大于5mm，曝氣量約為0.5～1L/min。

所述的溶解氧電極以及pH電極外徑與橡膠蓋上圓孔內(nèi)徑相匹配，約1.5cm；計時器須能夠人為的手動開啟和停止，并在在數(shù)字顯示屏中實時顯示時刻的變化；磁力攪拌器轉(zhuǎn)速能夠認為通過手控盤上的旋鈕控制。

本實用新型的有益效果是，樣品的控溫、曝氣、培養(yǎng)及測量皆為自動實現(xiàn)，每次可測定多個試驗處理的呼吸速率，測試人員的工作強度下降，測試效率提升。

附圖說明：

圖1：本實用新型涉及的一種檢測化學品對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中培養(yǎng)單元主視圖。

圖2：本實用新型涉及的一種檢測化學品對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中培養(yǎng)單元左視圖。

圖3：本實用新型涉及的一種檢測化學品對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中培養(yǎng)單元后視圖。

圖4：本實用新型涉及的一種檢測對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中測定單元主視圖。

圖5：本實用新型涉及的一種檢測對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中測定單元左視圖。

圖6：本實用新型涉及的一種檢測對活性污泥呼吸抑制毒性裝置中測定單元俯視圖。

其中：1.空氣泵；2.空氣泵控制旋鈕；3.空氣泵導管接頭；4.測試瓶底座； 5.試驗箱體對開門；6.箱體底座；7.曝氣泵電源線；8為曝氣泵風機；9為數(shù)字顯示屏，可顯示溫度，時刻，pH以及溶解氧濃度；10數(shù)字顯示屏開關(guān)按鈕； 11計時器啟停按鈕；12為顯示屏支架；13為磁力攪拌器；14為溶解氧電極； 15為電極卡槽；16為測試瓶；17測試瓶橡膠蓋；18為磁力攪拌器；19為磁力攪拌轉(zhuǎn)速控制按鈕；20為磁力攪拌器開關(guān)按鈕。

具體實施方式：

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。

本裝置的操作方法如下：

如圖1所示的活性污泥呼吸抑制試驗裝置，其中各符號或字母表示如下：

1為空氣泵(10只)；2為空氣泵控制旋鈕(用于控制開關(guān)和曝氣量)；3為空氣泵導管接頭；4為測試瓶底座(用于固定測試瓶)；5為試驗箱體的對開門 (向外開)，用于打開后方便容器內(nèi)部操作；6為箱體底座，用于支撐整個試驗箱體；7為曝氣泵電源線；8為曝氣泵風機；9為數(shù)字顯示屏，可顯示溫度，時刻，pH以及溶解氧濃度；10數(shù)字顯示屏開關(guān)按鈕；11計時器啟停按鈕； 12為顯示屏支架；13為磁力攪拌器電極支架；14為溶解氧電極；15為電極卡槽； 16為測試瓶；17測試瓶橡膠蓋；18為磁力攪拌器；19為磁力攪拌轉(zhuǎn)速控制按鈕； 20為磁力攪拌器開關(guān)按鈕。

該裝置各個主要構(gòu)件的名稱及尺寸如下：

空氣泵1：樹脂材質(zhì)，長10cm,寬7cm，厚度6cm。

空氣泵控制旋鈕2：樹脂材質(zhì)，曝氣量可在0.3～2L/min內(nèi)控制。

空氣泵導管接頭3：金屬材質(zhì)，長度6mm，可套住內(nèi)徑5mm的橡膠軟管。

測試瓶底座4：橡膠材質(zhì)，內(nèi)徑8cm。高度1cm。

對開門5：透明樹脂材質(zhì)，兩邊分別長60cm，寬30cm，厚度5mm。

箱體底座6，樹脂材質(zhì)，長60cm，寬26cm，高度5cm。

曝氣泵電源線7：橡膠絕緣外皮。長度不少于1m。

曝氣泵風機8：額定功率50w。

數(shù)字顯示屏9：樹脂材質(zhì)，屏幕長寬分別為13cm和9cm。

數(shù)字顯示屏開關(guān)按鈕10；樹脂材質(zhì)，長度為16mm，寬度為1cm。

計時器啟停按鈕11；樹脂材質(zhì)，直徑5mm。

顯示屏支架12：樹脂材質(zhì)，長度10cm，寬度2cm，厚度1cm

磁力攪拌器支架13：樹脂材質(zhì)，長度20cm，寬度2cm，厚度1cm

溶解氧電極14：樹脂材質(zhì)+玻璃膜電極，長度15cm，外徑1.5cm。

電極卡槽15：樹脂材質(zhì)，半徑1.5cm，厚度3mm。

測試瓶16：透明玻璃材質(zhì)，高度13cm，直徑8cm

測試瓶橡膠蓋17：橡膠材質(zhì)，直徑5cm，中間孔內(nèi)徑1.8mm。

磁力攪拌器18：金屬材質(zhì)，長度18cm，寬度12cm，高度8cm。

磁力攪拌轉(zhuǎn)速控制按鈕19：樹脂材質(zhì)，直徑2cm。

磁力攪拌器開關(guān)按鈕20，樹脂材質(zhì)，長寬均為1cm。

活性污泥從生活污水處理廠采集至實驗室后，用去離子水充分洗滌后再配制成濃度為3g(干重)/L的懸浮液作為接種物并使用合成污水馴化(合成污水添加量為50mL/1L污泥)。

試驗開始前，在測試瓶中依次加入受試物，去離子水234mL，合成污水16mL 以及250mL接種物以及放入攪拌子。對于空白對照，只需不含受試物；對于參比對照，受試物即3,5-二氯苯酚。實驗開始時，將測試瓶放置在測試瓶基座上固定住，接上曝氣泵電源，連接曝氣導管和曝氣頭，并伸入測試瓶中，打開曝氣泵開關(guān)，調(diào)節(jié)曝氣流量至適當位置即可，3h后停止曝氣，取出測試瓶待測。

曝氣結(jié)束前5min內(nèi)，準備測定單元：將測定單元的磁力攪拌器開關(guān)以及數(shù)字顯示屏打開，曝氣結(jié)束時，迅速取出測試瓶，蓋上橡膠蓋，置于磁力攪拌器上，插入溶解氧電極，并觀察顯示屏上的溶解氧數(shù)值，當溶解氧開始穩(wěn)定下降時 (5.5～7.5mg/L)，迅速按下計時器，并記錄初始溶解氧數(shù)值，(注意觀察數(shù)字顯示屏上的秒表開始顯示時間是否為00：00，否則應(yīng)再次按下計時器清零開始)。當溶解氧值達到2mg/L時，按下計時器停止計時，記錄溶解氧從初始值下降到 2mg/L所需的時間(s)，以及記錄溫度，拔下溶解氧電極，測定溶液pH后即可停止該樣品測試，清洗電極，準備進行下一樣品測試。待所有批次樣品測試完以后，務(wù)必及時清洗玻璃電極以及曝氣軟管和曝氣頭。將試驗容器以及箱體清潔完畢，關(guān)閉各電源后方可離開。

試驗數(shù)據(jù)基于單位時間內(nèi)測試瓶內(nèi)溶液中氧消耗速率來計算。具體計算結(jié)果可參照化學品測試方法生態(tài)系統(tǒng)與效應(yīng)卷-209活性污泥呼吸抑制試驗有關(guān)數(shù)據(jù)處理與計算進行。