[发明专利]一种基于微生物基因和活性酶的污水处理方法及系统

权利要求书

1.一种基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于包括以下步骤：

S1、将生活污水与活性污泥微生物在反应器中进行混合接触，使污染物质引发活性污泥中微生物进行基因转录，进而产生能够降解污染物的活性酶，使其最终分解成为二氧化碳或氮气；

S2、采用基因转录动力学数学模型在线计算确定活性酶水平，依此修正活性污泥的活性水平，所采用的基因转录动力学数学模型如下面公式所示：

dE*/dt＝α[(1+K_in1S)/(1+K_in1S+K_in2)]；以及

S3、基于活性污泥活性水平，采用活性污泥降解动力学数学模型，计算污染物降解速率，预测污染物降解所需要的电子供体或受体，由此确定并准确控制活性污泥降解作用过程中所需要的曝气量。

2.如权利要求1所述的基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于还包括如下步骤：S4、将实际需要的曝气量换算成为氧气电子当量数受体，通过电子当量平衡模型，确定活性污泥微生物的能量代谢速率水平，依此修正活性污泥微生物活性水平，有效节省生活污水处理过程动力能耗。

3.如权利要求2所述的基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于还包括如下步骤S5：采用毒性抑制动力学模型，修正污染物毒性对活性污泥微生物活性的影响程度，进而修正污染物被降解去除的速率，以及相应的曝气量参数。

4.如权利要求3所述的基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于通过DO作为顶级电子受体而调控活性污泥的数量、活性及其与其它电子受体的反应顺序关系，并结合ORP探头实现在线监测和精准控制。

5.如权利要求1所述的基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于，所述活性污泥降解动力学数学模型即下述活性污泥数学模型：μ＝μ_maxE*(S/(K+S))，其中，E*的计算采用如下酶活性衰减数学模型：

dE*/dt＝e^-βt

其中，β代表酶活性衰减系数。

6.如权利要求3所述的基于微生物基因和活性酶的污水处理方法，其特征在于，所述毒性抑制动力学模型即如下公式所示的“酶活性抑制数学模型”：

f(S)＝K_I/(K_I+S)

其中，KI代表毒性抑制系数。

7.一种基于基因转录和活性酶的生活污水生物处理反应池，其特征在于，包括：池体，该池体上、下分别设有污水进水口和排泥水出口；在该池体内靠近底部处安装微孔曝气器，于池中充满活性污泥；在池中设置DO探头、ORP探头和SS探头，分别探测DO、ORP和X，由此根据进水负荷S和活性污泥活性水平XE*，计算并控制曝气量，实现精准控制。

8.如权利要求7所述的基于基因转录和活性酶的生活污水生物处理反应池，其特征在于，通过鼓风机和气动阀门调节曝气量。

9.一种基于微生物基因和活性酶的污水处理系统，其特征在于包括如权利要求7或8所述的基于基因转录和活性酶的生活污水生物处理反应池。