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在废水生物处理中,微生物对废水中污染物质的降解和转化都是在酶的催化作用下进行的一系列复杂的生化反应过程,因此研究废水处理系统中微生物酶活性及其作用对于深入反应系统机理,提高废水处理效率等有着十分重要的意义。为研究酶的活性分布,环境因素对酶活性的影响,氮盐、磷盐对酶活性的影响,酶的活性与出水水质的关系以及各种酶活性的变化,本课题选取β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶和脂肪酶四种水解胞外酶作为研究对象,对厌氧-缺氧-好氧废水生物处理系统中上述酶的活性作了较为深入的研究。分析酶的活性分布试验表明,绝大部分胞外酶是与细胞相连或固定在细胞外多聚基质里,而不是被微生物以自由、溶解状态释放到溶液中。通过环境因素对酶的影响的研究得,β-葡萄糖苷酶、碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶和脂肪酶在60℃有最高酶活;偏碱性条件(pH=8～9)有利于酶促反应的进行;酶活随底物浓度的增加而增大;通常抑制剂含量越大其抑制作用越强,但对各待测酶的抑制效果不尽相同;β-葡萄糖苷酶、亮氨酸氨基肽酶和脂肪酶在抑制剂存在下24h内活性下降最多,而磷酸酶却较稳定,其活性几乎不受抑制剂作用时间的影响。超声波对酶促反应起加速作用,在超声作用功率为0W-480W的范围内,待测四种胞外水解酶的活性都随超声功率的增强而升高,在超声作用时间为0～10min的时间内,酶活性随时间持续增强。对氮、磷对酶活性的影响研究发现,对于β-葡萄糖苷酶和脂肪酶,较高浓度的NO2-、NO3-和PO43-(浓度大于100mg/L)有助于提高酶的活性;对于碱性磷酸酶,NO2的存在抑制了碱性磷酸酶的活性,NO3-对碱性磷酸酶的活性起激活作用,较高浓度的PO43-能够提高酶促反应速度,增大酶的活性;对于亮氨酸氨基肽酶,较低浓度的NO2-、NO3和PO43-(浓度小于100mg/L)有利于酶活性的发挥。由此得出控制相关作用条件可最大限度地发挥酶的作用性能,提高微生物活性。对酶的活性分析还发现,酶活性可以有效地反映微生物的活性,可考虑用其代替MLSS、MLVSS或VSS/SS来表征微生物活性。β-葡萄糖苷酶和脂酶的活性直接影响COD和TOC的去除,β-葡萄糖苷酶的活性大小及其水解作用对废水中有机物的降解以及系统COD去除性能至关重要。碱性磷酸酶活性越大,总磷的去除率越高,反之亦然。碱性磷酸酶的活性与总磷去除率表现出了显著的相关性。亮氨酸氨基肽酶的活性都随氨氮和总氮去除率的提高而增大。各反应池中相对稳定的碱性磷酸酶、亮氨酸氨基肽酶和脂酶的活性大小说明系统中酶的消耗与合成达到了一个动态平衡。