申请日2013.05.17
公开(公告)日2013.09.04
IPC分类号G01N21/76
摘要
一种污水处理系统中活性污泥比耗氧速率(SOUR)在线测定装置，其特征在于，该装置包括：预曝气单元、耗氧速率计量单元、生物量计量单元和数据控制及计算单元，所述预曝气单元包括第一电控阀门、第一和第二水泵、预曝气池和曝气系统;所述耗氧速率计量单元包括第二和第三电控阀门、密闭呼吸室、溶解氧测定仪和电磁搅拌机;所述生物量计量单元包括第四和第五电控阀门、活性微生物量在线检测系统;所述数据控制和计算单元包括数据采集卡、计算机和软件程序系统。本发明采用活性污泥系统中活性微生物总量代替SOUR的传统计算方法中的混合液悬浮固体(MLSS)或混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)，从而实现活性污泥比耗氧速率的准确测定。
权利要求书
1.一种污水处理系统中活性污泥SOUR在线测定装置，其特征在于， 该装置包括：预曝气单元、耗氧速率计量单元、生物量计量单元、和数据 控制及计算单元，所述预曝气单元包括第一电控阀门、第一水泵和第二水 泵、预曝气池和曝气系统，污水处理厂曝气池通过第一水泵、第一电控阀 门与预曝气池连通;所述耗氧速率计量单元包括第二电控阀门和第三电控 阀门、密闭呼吸室、记录混合液样品溶解氧(DO)变化情况的溶解氧测定 仪和使混合液样品均一混合的电磁搅拌机，预曝气池通过第二水泵与密闭 呼吸室连通，密闭呼吸室设置在电磁搅拌机上，溶解氧测定仪探头设置在 密闭呼吸室中;所述生物量计量单元包括第四、五电控阀门、活性微生物 量在线检测系统，活性微生物量在线检测系统通过第二水泵与预曝气池连 通;所述数据控制及计算单元包括数据采集卡、计算机及软件程序系统,计 算机及程序系统通过数据采集卡与密闭呼吸室和活性微生物量检测系统 连通。
2.如权利要求1所述的在线测定装置，其特征在于，所述预曝气单元 中第一水泵通过管道将污水处理厂曝气池中的混合液泵入本发明装置中 的预曝气池中进行曝气。
3.如权利要求1所述的在线测定装置，其特征在于，所述耗氧速率计 量单元中第二水泵将本发明装置的预曝气池中混合液泵入密闭呼吸室中 通过DO测定仪记录DO变化值。
4.如权利要求1所述的在线测定装置，其特征在于，所述生物量计量 单元中第二水泵将本发明装置的预曝气池中混合液泵入活性微生物量检 测系统，测定活性污泥系统中活性微生物总量。
5.如权利要求1所述的在线测定装置，其特征在于，所述数据控制及 计算单元为数据采集卡、计算机及软件程序系统。
6.如权利要求1所述的在线测定装置，其特征在于，计算机控制各电 磁阀、水泵、电磁搅拌机和曝气器的启闭;软件程序系统通过数据采集卡 采集的DO变化速率值和活性微生物量值自动输出活性污泥SOUR值。
7.一种污水处理系统中活性污泥比耗氧速率(SOUR)的在线测定方 法，包括以下步骤：
首先，通过水泵将污水 处理厂曝气池中的混合液泵入本发明装置的预 曝气池中进行曝气，其中泵入混合液的体积为1L，曝气时间为5～10分钟， 使DO浓度最终达到6～8mg/L。
其次，水泵将预曝气池中曝气后的混合液泵入呼吸室中并通过DO测 定仪记录DO变化值，该过程通过数据采集卡记录数据并与计算机通讯， 计算机中的软件程序系统自动作出DO随时间的变化曲线(DO-t)并求得 该曲线的斜率k，k值即被作为活性污泥系统中活性微生物的OUR值保存。
最后，水泵将预曝气池中经过曝气后的混合液泵入活性微生物量检测 系统，活性污泥系统中活性微生物量(M)通过测定微生物细胞内ATP 的量而获得，软件程序系统通过计算公式SOUR=OUR/M，输出活性污泥 SOUR值。
8.如权利要求1所述的在线测定装置，适用于各种活性污泥法工艺的 污水处理厂，通过自动取样、实时分析来在线进行污水生物处理过程中活 性污泥SOUR的测定。
说明书
污水处理系统中活性污泥比耗氧速率在线测定装置及方法
技术领域
本发明涉及一种活性污泥比耗氧速率(SOUR)测定系统，特别是，涉及 一种污水处理系统中活性污泥比耗氧速率的在线测定装置及方法，属于污 水处理技术领域。
活性污泥比耗氧速率简称SOUR;
生物耗氧量简称OUR;
活性微生物量简称M;
溶解氧简称DO;
活性污泥混合液悬浮固体浓度简称MLSS;
活性污泥混合液挥发性悬浮固体浓度简称MLVSS。
背景技术
活性污泥法是城镇污水生物处理中最传统和重要的方法。在活性污泥 法处理污水过程中，活性污泥SOUR是反应活性污泥系统中微生物活性的 一个非常重要的指标。然而，由于在线活性污泥SOUR检测方法的限制， 污水处理厂目前的监测体系中还没有实现该指标的实时监测。如果能开发 一种活性污泥SOUR在线检测方法和装置实现污水处理过程中活性污泥 SOUR的在线动态测定，对于污水处理厂的运行优化有非常重要的意义。
活性污泥SOUR的定义是活性污泥系统中单位质量的生物在单位时间 内所利用氧的量。在活性污泥SOUR的计算中，需要测定两个参数值，即 生物耗氧量(OUR)和活性微生物量(M)。一般地，OUR可以通过测定溶 解氧(DO)的变化速率来实现，由于DO的测定技术比较成熟，故活性污 泥OUR的在线检测比较容易实现。然而，活性污泥系统中活性生物量的 测定是一个难点。目前，在污水处理领域，活性污泥系统中生物量通常通 过测定活性污泥混合液悬浮固体浓度(MLSS)或混合液挥发性悬浮固体 浓度(MLVSS)来表示。然而，MLSS和MLVSS两个指标中除了活性微 生物量外，还包括其它成分，如微生物代谢残留物、进水中的有机和无机 组分等的含量。因此，使用这些指标来表示活性污泥中活性生物量时会大 大增加活性污泥SOUR计算的误差，最终会导致对活性污泥活性检测的不 准确。
中国专利申请CN101556270A公开了一种检测活性污泥系统动态比耗 氧速率的装置，其针对序批式活性污泥法(SBR)工艺测定活性污泥的比耗 氧速率，其中，活性污泥比耗氧速率等于耗氧速率与生物量的比值，生物 量用活性污泥系统中MLVSS来表示。因此，该专利所述的方法也存在上 述问题，因而最终测定的活性污泥SOUR值也不准确。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理系统中活性污泥SOUR的在线测 定的方法及装置，其采用通过直接测定的活性污泥系统中活性微生物量来 代替传统方法中近似地表示活性污泥系统中生物量的指标MLVSS，从而 可实现活性污泥SOUR的准确测定。
为此，根据本发明的一个方面，提供了一种污水处理系统中活性污泥 SOUR在线测定装置，其特征在于，该装置包括：预曝气单元、耗氧速率 计量单元、生物量计量单元、和数据控制及计算单元，所述预曝气单元包 括第一电控阀门、第一水泵和第二水泵、预曝气池和曝气系统，污水处理 厂曝气池通过第一水泵、第一电控阀门与预曝气池连通;所述耗氧速率计 量单元包括第二电控阀门和第三电控阀门、密闭呼吸室、记录混合液样品 溶解氧(DO)变化情况的溶解氧测定仪和使混合液样品均一混合的电磁搅 拌机，预曝气池通过第二水泵与密闭呼吸室连通，密闭呼吸室设置在电磁 搅拌机上，溶解氧测定仪探头设置在密闭呼吸室中;所述生物量计量单元 包括第四、五电控阀门、活性微生物量在线检测系统，活性微生物量在线 检测系统通过第二水泵与预曝气池连通;所述数据控制及计算单元包括数 据采集卡、计算机及软件程序系统,计算机及程序系统通过数据采集卡与 密闭呼吸室和活性微生物量检测系统连通。
优选地，所述预曝气单元中第一水泵通过管道将污水处理厂曝气池中 的混合液泵入本发明装置中的预曝气池中进行曝气。
优选地，所述耗氧速率计量单元中第二水泵将本发明装置的预曝气池 中混合液泵入密闭呼吸室中通过DO测定仪记录DO变化值。
优选地，所述生物量计量单元中第二水泵将本发明装置的预曝气池中 混合液泵入活性微生物量检测系统，测定活性污泥系统中活性微生物总 量。
优选地，所述数据控制及计算单元为数据采集卡、计算机及软件程序 系统。
更优选地，计算机控制各电磁阀、水泵、电磁搅拌机和曝气器的启闭; 软件程序系统通过数据采集卡采集的DO变化速率值和活性微生物量值自 动输出活性污泥SOUR值。
本发明装置可适用于各种活性污泥法工艺的污水处理厂，通过自动取 样、实时分析来在线进行污水生物处理过程中活性污泥SOUR的测定。
根据本发明的另外一个方面，提供了一种污水处理系统中活性污泥 SOUR在线测定方法，包括以下步骤：
首先，通过水泵将污水处理厂曝气池中的混合液泵入本发明装置的预 曝气池中进行曝气，其中泵入混合液的体积为1L，曝气时间为5～10分钟， 使DO浓度最终达到6～8mg/L。
其次，水泵将预曝气池中曝气后的混合液泵入呼吸室中并通过DO测 定仪记录DO变化值，该过程通过数据采集卡记录数据并与计算机通讯， 计算机中的软件程序系统自动作出DO随时间的变化曲线(DO-t)并求得 该曲线的斜率k，k值即被作为活性污泥系统中活性微生物的OUR值保存。
最后，水泵将预曝气池中经过曝气后的混合液泵入活性微生物量检测 系统，活性污泥系统中活性微生物量(M)通过测定微生物细胞内ATP 的量而获得，软件程序系统通过计算公式SOUR=OUR/M，输出活性污泥 SOUR值。
