申请日2016.05.13
公开(公告)日2017.11.21
IPC分类号G01N21/33; C02F9/14
摘要
本发明涉及一种评估水的生物降解能力的方法，该方法包括：检测水的紫外吸收信号;确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA评估该水的生物降解能力。本发明还涉及与该方法对应的生物降解能力评估系统、以及该方法及系统在水处理中的应用。
权利要求书
1.一种评估水的生物降解能力的方法，该方法包括：
检测水的紫外吸收信号;
确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述SUVA评估该水的生物降解能力。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述紫外吸收信号包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是将所述UVA除以所述TOC或者COD的值计算得到的。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述评估水的生物降解能力的步骤包括将所述计算得到的SUVA与一个用作评估生物降解能力的参考的预定SUVA进行比较。
4.如权利要求1所述的方法，其进一步包括：在SUVA和BOD与COD的比值(BOD/COD)之间通过方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立关系，其中x和y为校准系数。
5.一种水处理方法，其包括：
通过预处理工艺对水进行预处理，以获得预处理过的水;
检测所述预处理过的水的紫外吸收信号;
确定所述预处理过的水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);
基于所述计算得到的SUVA与一个预定的SUVA判断是否需要对所述预处理工艺进行调整;
若需要对所述预处理工艺进行调整，调节所述预处理工艺的一个或多个参数;及
通过生化处理工艺对所述预处理过的水进行处理。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述预处理工艺包括高级氧化工艺。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述紫外吸收信号包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是将所述UVA除以所述TOC或者COD的值计算得到的。
8.如权利要求5所述的方法，其进一步包括：在SUVA和BOD与COD的比值(BOD/COD)之间通过方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立关系，其中x和y为校准系数。
9.如权利要求5所述的方法，其中，所述预处理工艺的一个或多个参数包括所述预处理工艺中的化学品用量和处理时间中的至少一个。
10.如权利要求5所述的方法，其中，在所述预处理工艺中，是通过膜生物反应器、高级生物反应器或它们的组合进行处理的。
11.一种评估水的生物降解能力的系统，该系统包括：
检测装置，被设置用来检测水的紫外吸收信号和确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);及
处理器，被设置用来基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA)。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述检测装置包括用来检测所述紫外吸收信号的紫外光检测器以及选自用来检测所述TOC的TOC检测器和用来检测COD的COD检测器的第二检测器。
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述紫外吸收信号包括紫外吸收度(UVA)，所述处理器被设置用来通过将所述UVA除以所述TOC或者COD的值计算得到所述SUVA。
14.如权利要求11所述的系统，其中所述处理器被设置用来通过将所述计算得到的SUVA与一个用作评估生物降解能力的参考的预定SUVA进行比较，来评估所述水的生物降解能力。
15.如权利要求11所述的系统，其中所述处理器被设置用来在SUVA和BOD与COD的比值(BOD/COD)之间通过方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立关系，其中x和y为校准系数。
16.一种水处理系统，其包括：
预处理装置，被设置用来通过预处理工艺对水进行预处理，以获得预处理过的水;
检测装置，被设置用来：
检测水的紫外吸收信号;及
确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD)
处理器，被设置用来：
基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述计算得到的SUVA与一个预定的SUVA判断是否需要对所述预处理工艺进行调整;
控制器，被设置用来在需要对所述预处理工艺进行调整时调节所述预处理工艺的一个或多个参数;及
生化处理装置，被设置用来通过生化处理工艺对所述预处理过的水进行处理。
17.如权利要求16所述的系统，其中所述预处理装置包括高级氧化装置，用来通过高级氧化工艺对水进行预处理。
18.如权利要求16所述的系统，其中，所述检测装置包括用来检测所述紫外吸收信号的紫外光检测器以及选自用来检测所述TOC的TOC检测器和用来检测COD的COD检测器的第二检测器。
19.如权利要求16所述的系统，其中，所述紫外吸收信号包括紫外吸收度(UVA)，所述处理器被设置用来通过将所述UVA除以所述TOC或者COD的值计算得到所述SUVA。
20.如权利要求16所述的系统，其中所述生化处理装置包括膜生物反应器、高级生物反应器或它们的组合。
说明书
评估水的生物降解能力的方法和系统以及其在水处理中的应用
技术领域
本发明涉及一种检测和评估水的生物降解能力的方法和系统以及其在水处理中的应用。
背景技术
工业废水的处理方法一般分为物理法、化学法、生物化学处理法(生化法)等，其中，生化处理是利用生物化学原理降解有机物的处理方式，其利用微生物的生命活动过程将废水中的可溶的有机污染物及部分不溶的有机污染物去除或者是转化为无害物质，使水得到净化，是废水处理中最常用也是相对来说比较经济的一种方法，特别适用于大规模处理工业废水。生化处理的方法主要包括活性污泥法、生物过滤法、生物膜法、生物塘法和厌氧生物法等。
废水所含的有机物中，除一些易被微生物分解的之外，还含有一些不易被微生物降解的，甚至对微生物的生长产生抑制作用的，这些有机物质的生物降解性质以及在废水中的相对含量决定了该种废水采用生化处理(通常指好氧生化处理)的可行性及难易程度。目前一般用生化需氧量(biochemicaloxygen demand,BOD)与化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)的比值(BOD/COD)来评估废水的可生化性(生物降解能力)，即废水中污染物可以被微生物降解的能力。其中，可以认为BOD代表污染物中可以被微生物分解的部分，COD代表全部污染物，BOD/COD代表可被微生物分解部分的比例，也就是可生化部分。因此，BOD/COD可用作评价废水可生化降解性的指标，通常BOD/COD越大，表明废水的生物降解能力越好，一般认为BOD/COD大于0.3的水具有较好的生物降解能力，适合用生化处理工艺进行处理。其中，最常用的指标为BOD5/COD，其是指5日生化需氧量与化学需氧量的比值。
其中BOD的测定主要采用是稀释法，在稀释法中，用氧饱和溶解的水稀释待测水样，然后用一定量的微生物悬浊液(常用活性污泥)少量固定的接种物质接种，然后测试此时的溶解氧DO1，密封水样。将温度保持在约20℃，静置水样于黑暗环境中(以防止光合作用增加样本中溶解氧)，一定时间后，比如，对于BOD5的测定而言，是指五天后，再测试此时水样的溶解氧DO2。再基于测得的DO1和DO2计算获得BOD。
可见，用BOD/COD来评估废水的生物降解能力的方法非常费时，操作复杂，而且由于BOD的测定过程依赖微生物，导致该方法容易存在变数。因此，有必要提供一种简便可靠的新方法和系统来检测和评估废水的生物降解能力。
发明内容
一方面，一种评估水的生物降解能力的方法包括：检测水的紫外吸收信号;确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA评估该水的生物降解能力。
另一方面，一种水处理方法包括：通过预处理工艺对水进行预处理，以获得预处理过的水;检测所述预处理过的水的紫外吸收信号;确定所述预处理过的水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA);基于所述计算得到的SUVA与一个预定的SUVA判断是否需要对所述预处理工艺进行调整;若需要对所述预处理工艺进行调整，调节所述预处理工艺的一个或多个参数;以及通过生化处理工艺对所述预处理过的水进行处理。
再一方面，一种评估水的生物降解能力的系统包括检测装置和处理器，其中，所述检测装置被设置用来检测水的紫外吸收信号和确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD)，所述处理器被设置用来基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA)。
又一方面，一种水处理系统包括预处理装置、检测装置、处理器、控制器和生化处理装置。其中，所述预处理装置被设置用来通过预处理工艺对水进行预处理，以获得预处理过的水;所述检测装置被设置用来检测水的紫外吸收信号和确定该水的总有机碳量(TOC)或化学需氧量(COD);所述处理器被设置用来基于所述紫外吸收信号和所述TOC或COD的一个值计算比紫外吸收值(SUVA)，以及基于所述计算得到的SUVA与一个预定的SUVA判断是否需要对所述预处理工艺进行调整;所述控制器被设置用来在需要对所述预处理工艺进行调整时调节所述预处理工艺的一个或多个参数;所述生化处理装置被设置用来通过生化处理工艺对所述预处理过的水进行处理。
