申请日2017.02.23
公开(公告)日2017.06.27
IPC分类号G01N33/00; G01N1/28; G01N1/38
摘要
本发明公开了一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，包括：1)取污水厂污泥分成两组，一份洗泥，一份不洗泥，洗泥组用缓冲溶液进行多次洗泥后，曝气得到对应的两组呼吸图谱OUR‑t曲线;2)比较两组根据呼吸图谱OUR‑t曲线，曲线在曝气开始阶段有快速下降趋势，并达到一个OUR峰值，表明该污泥回流液中有硝酸盐;且OUR峰值越高时，表明污泥除磷性能越差。本发明根据对活性污泥呼吸图谱分析，可以判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能。
权利要求书
1.一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)取污水处理厂活性污泥分成两组，其中一组用缓冲溶液对活性污泥进行多次清洗后，并且充分曝气使活性污泥进入内源呼吸状态;
2)对步骤1)两组活性污泥分别加入反应装置，并进行曝氮气，使其进入缺氧状态，进行搅拌;
3)选定曝气设备的曝气量参数kLa，控制有机物的添加量S，通过计算获得呼吸图谱OUR-t曲线;
4)在相同曝气条件情况下，对比两组活性污泥的呼吸图谱OUR-t曲线，如果呼吸图谱OUR-t曲线在起始点A或Aˊ处迅速下降趋势明显，并达到一个OUR峰值B，则判断该活性污泥中有NO3--N存在;
5)在有NO3--N存在的活性污泥中，其活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线下拉速度明显变大，并达到一个OUR峰值，且OUR峰值越高时，表明污泥除磷性能越差。
2.按照权利要求1所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，所述步骤1)中，活性污泥进入内源呼吸状态的具体过程为：
取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥3次，之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气2～3h，活性污泥进入内源呼吸状态。
3.按照权利要求2所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，所述PBS缓冲溶液为以下组分混合液：
A：KH2PO4浓度为1.5～2.5mmol·L-1;
B：Na2HPO4浓度为8～12mmol·L-1;
C：NaCl浓度为135～140mmol·L-1;
D：KCl浓度为2.5～3.0mmol·L-1。
4.按照权利要求1所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，所述有机物为单一碳源：乙酸钠或葡萄糖，或为混合碳源：生活污水，添加量为150～700mg/L。
5.按照权利要求1所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，所述步骤3)中，对活性污泥曝氮气使其进入缺氧状态的控制条件为：
DO低于0.3±0.2mg/L，温度控制在20±1℃。
6.按照权利要求1所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，步骤3)获得呼吸图谱OUR-t曲线过程的温度控制为8～40℃。
7.按照权利要求1所述的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，其特征在于，根据污水处理厂不同工况下的活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线，当活性污泥中含有NO3--N时，夏季组的活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值点B夏值明显小于冬季组活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值点B冬;即当呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值越高时，表明污泥除磷性能越差。
说明书
一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种通过对活性污泥呼吸图谱的分析，判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法。
背景技术
水体富营养化导致了水质恶化，严重影响了人们的生产和生活，氮、磷同为水体生物的重要营养物质，工业废水和生活污水中的氮、磷大量进入水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，大量死亡的水生生物被微生物分解，分解过程中消耗大量的溶解氧，水中的溶解氧浓度急剧下降，从而影响了鱼类等水生生物的生存。
目前，生化法脱氮除磷以及得到普遍使用。其中，氨氮的去除主要是通过硝化菌好氧亚硝化、硝化作用生成亚硝酸根、硝酸根，亚硝酸根、硝酸根通过反硝化菌缺氧反硝化生产氮气，从水中逸出。而磷的去除则是利用除磷菌在厌氧条件下释放磷，再在好氧条件下过度吸磷，通过排泥除磷。脱氮除磷往往在生化池中通过控制条件的不同实现，如何更好的控条件，找到同步脱氮除磷的最适条件，对污泥脱氮除磷效率的提高具有重要意义。由于在回流污泥中存在NO3--N将对除磷的效果产生影响，因此，提供一种判断活性污泥中是否存在NO3--N并评估污泥除磷性能的方法成为目前本领域亟待解决的技术问题。
NO3--N是指硝态氮，是指硝酸盐中所含有的氮元素。水和土壤中的有机物分解生成铵盐，被氧化后变为硝态氮。以硝态氮为主，再加上亚硝(酸盐)态氮、氨态氮和有机态氮总称之为总氮或全(态)氮。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用呼吸图谱判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，该方法利用好氧条件下获得活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线，在曝气条件相同的情况下，对比洗泥和不洗泥两组活性污泥时的OUR曲线，确定含有NO3--N时活性污泥组呼吸图谱OUR-t曲线明显下拉的终止点(峰值)B，以及不同除磷性能与OUR下拉峰值点B值的对应关系，从而准确判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能。
本发明通过呼吸图谱OUR-t曲线，结合污水处理厂运行实际，分析建立了一种更为简单易行的判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
根据本发明实施例提供的一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，该方法包括以下步骤：
1)取污水处理厂活性污泥分成两组，其中一组用缓冲溶液对活性污泥进行多次清洗后，并且充分曝气使活性污泥进入内源呼吸状态;
2)对步骤1)两组活性污泥分别加入反应装置，并进行曝氮气，使其进入缺氧状态，进行搅拌;
3)选定曝气设备的曝气量参数kLa，控制有机物的添加量S，通过计算获得呼吸图谱OUR-t曲线;
4)在相同曝气条件情况下，对比两组活性污泥的呼吸图谱OUR-t曲线，如果呼吸图谱OUR-t曲线在起始点A或Aˊ处迅速下降趋势明显，并达到一个OUR峰值B，则判断该活性污泥中有NO3--N存在;
5)在有NO3--N存在的活性污泥中，其活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线下拉速度明显变大，并达到一个OUR峰值，且OUR峰值越高时，表明污泥除磷性能越差。
进一步，所述步骤1)中，活性污泥进入内源呼吸状态的具体过程为：
取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥3次，之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气2～3h，活性污泥进入内源呼吸状态。
进一步，所述PBS缓冲溶液为以下组分混合液：
A：KH2PO4浓度为1.5～2.5mmol·L-1;
B：Na2HPO4浓度为8～12mmol·L-1;
C：NaCl浓度为135～140mmol·L-1;
D：KCl浓度为2.5～3.0mmol·L-1。
进一步，所述有机物为单一碳源：乙酸钠或葡萄糖，或为混合碳源：生活污水，添加量为150～700mg/L。
进一步，所述步骤3)中，对活性污泥曝氮气使其进入缺氧状态的控制条件为：
DO低于0.3±0.2mg/L，温度控制在20±1℃。
进一步，步骤3)获得呼吸图谱OUR-t曲线过程的温度控制为8～40℃。
进一步，根据污水处理厂不同工况下的活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线，当活性污泥中含有NO3--N时，夏季组的活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值点B夏值明显小于冬季组活性污泥呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值点B冬;即当呼吸图谱OUR-t曲线达到的OUR峰值越高时，表明污泥除磷性能越差。
本发明通过分析呼吸图谱OUR-t曲线，利用污泥中是否添加NO3-N来模拟回流污泥中是否存在NO3-N，从而监测判断回流污泥中是否有NO3-N;同时，通过对比夏、冬季呼吸图谱OUR-t曲线，发现污泥除磷性能与呼吸图谱OUR-t曲线的对应关系，从而用于判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能。
作为一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法，污水厂活性污泥测试结果表明：本发明的采用呼吸图谱判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法能够准确、高效的判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能，根据呼吸图谱OUR-t曲线是否存在下拉点B来判断回流污泥中是否有NO3--N的存在;以及根据下拉点B值的大小，可以判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能。
本发明具有以下优点：
1)本发明找到呼吸图添加NO3--N时的OUR曲线开始阶段明显下拉峰值点B，可根据呼吸图谱OUR-t曲线是否存在下拉点B来判断回流污泥中是否有NO3--N的存在。
2)本发明找到活性污泥不同除磷性能与OUR下拉峰值点B值的对应关系，从而准确判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能。
3)本发明方法检测方便。步骤简单易行，且测试设备自动化，例如使用西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM系列污水处理智慧运行工作站，即可在无人操作的情况下自动化对待测试污泥进行测试
