申請(qǐng)日2016.05.13
公開(kāi)(公告)日2017.11.21
IPC分類號(hào)G01N21/33; C02F9/14
摘要
本發(fā)明涉及一種評(píng)估水的生物降解能力的方法，該方法包括：檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào);確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA評(píng)估該水的生物降解能力。本發(fā)明還涉及與該方法對(duì)應(yīng)的生物降解能力評(píng)估系統(tǒng)、以及該方法及系統(tǒng)在水處理中的應(yīng)用。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種評(píng)估水的生物降解能力的方法，該方法包括：
檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào);
確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述SUVA評(píng)估該水的生物降解能力。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述紫外吸收信號(hào)包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計(jì)算得到的。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述評(píng)估水的生物降解能力的步驟包括將所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)用作評(píng)估生物降解能力的參考的預(yù)定SUVA進(jìn)行比較。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括：在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過(guò)方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關(guān)系，其中x和y為校準(zhǔn)系數(shù)。
5.一種水處理方法，其包括：
通過(guò)預(yù)處理工藝對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，以獲得預(yù)處理過(guò)的水;
檢測(cè)所述預(yù)處理過(guò)的水的紫外吸收信號(hào);
確定所述預(yù)處理過(guò)的水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);
基于所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)預(yù)定的SUVA判斷是否需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整;
若需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)所述預(yù)處理工藝的一個(gè)或多個(gè)參數(shù);及
通過(guò)生化處理工藝對(duì)所述預(yù)處理過(guò)的水進(jìn)行處理。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述預(yù)處理工藝包括高級(jí)氧化工藝。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述紫外吸收信號(hào)包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計(jì)算得到的。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括：在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過(guò)方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關(guān)系，其中x和y為校準(zhǔn)系數(shù)。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述預(yù)處理工藝的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)包括所述預(yù)處理工藝中的化學(xué)品用量和處理時(shí)間中的至少一個(gè)。
10.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在所述預(yù)處理工藝中，是通過(guò)膜生物反應(yīng)器、高級(jí)生物反應(yīng)器或它們的組合進(jìn)行處理的。
11.一種評(píng)估水的生物降解能力的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
檢測(cè)裝置，被設(shè)置用來(lái)檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào)和確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);及
處理器，被設(shè)置用來(lái)基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)裝置包括用來(lái)檢測(cè)所述紫外吸收信號(hào)的紫外光檢測(cè)器以及選自用來(lái)檢測(cè)所述TOC的TOC檢測(cè)器和用來(lái)檢測(cè)COD的COD檢測(cè)器的第二檢測(cè)器。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述紫外吸收信號(hào)包括紫外吸收度(UVA)，所述處理器被設(shè)置用來(lái)通過(guò)將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計(jì)算得到所述SUVA。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被設(shè)置用來(lái)通過(guò)將所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)用作評(píng)估生物降解能力的參考的預(yù)定SUVA進(jìn)行比較，來(lái)評(píng)估所述水的生物降解能力。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述處理器被設(shè)置用來(lái)在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過(guò)方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關(guān)系，其中x和y為校準(zhǔn)系數(shù)。
16.一種水處理系統(tǒng)，其包括：
預(yù)處理裝置，被設(shè)置用來(lái)通過(guò)預(yù)處理工藝對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，以獲得預(yù)處理過(guò)的水;
檢測(cè)裝置，被設(shè)置用來(lái)：
檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào);及
確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD)
處理器，被設(shè)置用來(lái)：
基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)預(yù)定的SUVA判斷是否需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整;
控制器，被設(shè)置用來(lái)在需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整時(shí)調(diào)節(jié)所述預(yù)處理工藝的一個(gè)或多個(gè)參數(shù);及
生化處理裝置，被設(shè)置用來(lái)通過(guò)生化處理工藝對(duì)所述預(yù)處理過(guò)的水進(jìn)行處理。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述預(yù)處理裝置包括高級(jí)氧化裝置，用來(lái)通過(guò)高級(jí)氧化工藝對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理。
18.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述檢測(cè)裝置包括用來(lái)檢測(cè)所述紫外吸收信號(hào)的紫外光檢測(cè)器以及選自用來(lái)檢測(cè)所述TOC的TOC檢測(cè)器和用來(lái)檢測(cè)COD的COD檢測(cè)器的第二檢測(cè)器。
19.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述紫外吸收信號(hào)包括紫外吸收度(UVA)，所述處理器被設(shè)置用來(lái)通過(guò)將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計(jì)算得到所述SUVA。
20.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中所述生化處理裝置包括膜生物反應(yīng)器、高級(jí)生物反應(yīng)器或它們的組合。
說(shuō)明書(shū)
評(píng)估水的生物降解能力的方法和系統(tǒng)以及其在水處理中的應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)和評(píng)估水的生物降解能力的方法和系統(tǒng)以及其在水處理中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
工業(yè)廢水的處理方法一般分為物理法、化學(xué)法、生物化學(xué)處理法(生化法)等，其中，生化處理是利用生物化學(xué)原理降解有機(jī)物的處理方式，其利用微生物的生命活動(dòng)過(guò)程將廢水中的可溶的有機(jī)污染物及部分不溶的有機(jī)污染物去除或者是轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)，使水得到凈化，是廢水處理中最常用也是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較經(jīng)濟(jì)的一種方法，特別適用于大規(guī)模處理工業(yè)廢水。生化處理的方法主要包括活性污泥法、生物過(guò)濾法、生物膜法、生物塘法和厭氧生物法等。
廢水所含的有機(jī)物中，除一些易被微生物分解的之外，還含有一些不易被微生物降解的，甚至對(duì)微生物的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用的，這些有機(jī)物質(zhì)的生物降解性質(zhì)以及在廢水中的相對(duì)含量決定了該種廢水采用生化處理(通常指好氧生化處理)的可行性及難易程度。目前一般用生化需氧量(biochemicaloxygen demand,BOD)與化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand,COD)的比值(BOD/COD)來(lái)評(píng)估廢水的可生化性(生物降解能力)，即廢水中污染物可以被微生物降解的能力。其中，可以認(rèn)為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可用作評(píng)價(jià)廢水可生化降解性的指標(biāo)，通常BOD/COD越大，表明廢水的生物降解能力越好，一般認(rèn)為BOD/COD大于0.3的水具有較好的生物降解能力，適合用生化處理工藝進(jìn)行處理。其中，最常用的指標(biāo)為BOD5/COD，其是指5日生化需氧量與化學(xué)需氧量的比值。
其中BOD的測(cè)定主要采用是稀釋法，在稀釋法中，用氧飽和溶解的水稀釋待測(cè)水樣，然后用一定量的微生物懸濁液(常用活性污泥)少量固定的接種物質(zhì)接種，然后測(cè)試此時(shí)的溶解氧DO1，密封水樣。將溫度保持在約20℃，靜置水樣于黑暗環(huán)境中(以防止光合作用增加樣本中溶解氧)，一定時(shí)間后，比如，對(duì)于BOD5的測(cè)定而言，是指五天后，再測(cè)試此時(shí)水樣的溶解氧DO2。再基于測(cè)得的DO1和DO2計(jì)算獲得BOD。
可見(jiàn)，用BOD/COD來(lái)評(píng)估廢水的生物降解能力的方法非常費(fèi)時(shí)，操作復(fù)雜，而且由于BOD的測(cè)定過(guò)程依賴微生物，導(dǎo)致該方法容易存在變數(shù)。因此，有必要提供一種簡(jiǎn)便可靠的新方法和系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)和評(píng)估廢水的生物降解能力。
發(fā)明內(nèi)容
一方面，一種評(píng)估水的生物降解能力的方法包括：檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào);確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA評(píng)估該水的生物降解能力。
另一方面，一種水處理方法包括：通過(guò)預(yù)處理工藝對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，以獲得預(yù)處理過(guò)的水;檢測(cè)所述預(yù)處理過(guò)的水的紫外吸收信號(hào);確定所述預(yù)處理過(guò)的水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA);基于所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)預(yù)定的SUVA判斷是否需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整;若需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整，調(diào)節(jié)所述預(yù)處理工藝的一個(gè)或多個(gè)參數(shù);以及通過(guò)生化處理工藝對(duì)所述預(yù)處理過(guò)的水進(jìn)行處理。
再一方面，一種評(píng)估水的生物降解能力的系統(tǒng)包括檢測(cè)裝置和處理器，其中，所述檢測(cè)裝置被設(shè)置用來(lái)檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào)和確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD)，所述處理器被設(shè)置用來(lái)基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA)。
又一方面，一種水處理系統(tǒng)包括預(yù)處理裝置、檢測(cè)裝置、處理器、控制器和生化處理裝置。其中，所述預(yù)處理裝置被設(shè)置用來(lái)通過(guò)預(yù)處理工藝對(duì)水進(jìn)行預(yù)處理，以獲得預(yù)處理過(guò)的水;所述檢測(cè)裝置被設(shè)置用來(lái)檢測(cè)水的紫外吸收信號(hào)和確定該水的總有機(jī)碳量(TOC)或化學(xué)需氧量(COD);所述處理器被設(shè)置用來(lái)基于所述紫外吸收信號(hào)和所述TOC或COD的一個(gè)值計(jì)算比紫外吸收值(SUVA)，以及基于所述計(jì)算得到的SUVA與一個(gè)預(yù)定的SUVA判斷是否需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整;所述控制器被設(shè)置用來(lái)在需要對(duì)所述預(yù)處理工藝進(jìn)行調(diào)整時(shí)調(diào)節(jié)所述預(yù)處理工藝的一個(gè)或多個(gè)參數(shù);所述生化處理裝置被設(shè)置用來(lái)通過(guò)生化處理工藝對(duì)所述預(yù)處理過(guò)的水進(jìn)行處理。
