申請日2013.10.02

　　公開(公告)日2014.01.01

　　IPC分類號C02F3/12; G05B19/05

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污水廠進水毒性預警監(jiān)測裝置。包括污水供給系統(tǒng)、污泥供給系統(tǒng)、預曝氣完全混合反應器、完全混合預警反應器、PLC系統(tǒng)和碳源儲存器，所述污水供給系統(tǒng)和污泥供給系統(tǒng)分別通過污水泵、污泥泵與預曝氣完全混合反應器相連;通過蠕動泵從預曝氣完全混合反應器泵送混合液，經(jīng)過盤式硅膠管進入完全混合預警反應器;利用與DO1傳感器連接的DO1電極和與DO2傳感器連接的DO2電極分別對預曝氣完全混合反應器和完全混合預警反應器中的DO值進行監(jiān)測。本發(fā)明能夠實時監(jiān)測污水廠進水毒性，真實反映進水對本廠活性污泥的毒性情況，而且操作維護簡單、成本低廉，適用與污水處理廠進水毒性在線監(jiān)測。

　　權利要求書

　　1.一種污水廠進水毒性預警監(jiān)測裝置，其特征在于污水廠進水毒性預警裝置包括污水供給系統(tǒng)(1)、污泥供給系統(tǒng)(2)、預曝氣完全混合反應器(5)、完全混合預警反應器(18)、PLC系統(tǒng)(12)和碳源儲存器(23)，所述污水供給系統(tǒng)(1)和污泥供給系統(tǒng)(2)分別通過污水泵(3)、污泥泵(4)與預曝氣完全混合反應器(5)相連;通過蠕動泵(20)從預曝氣完全混合反應器(5)泵送混合液，經(jīng)過盤式硅膠管(22)進入完全混合預警反應器(18);利用與DO1傳感器(10)連接的DO1電極(11)和與DO2傳感器(13)連接的DO2電極(14)分別對預曝氣完全混合反應器(5)和完全混合預警反應器(18)中的DO值進行監(jiān)測;DO1傳感器(10)和DO2傳感器(13)與PLC系統(tǒng)(12)相連，對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行采集與判斷;碳源儲存器(23)通過管路向預曝氣完全混合反應器(5)中定量注入乙酸鈉，維持一定量的COD含量 ;

　　預曝氣完全混合反應器(5)底部置有第一磁力攪拌子(8)，通過磁力攪拌器(6)控制轉速，曝氣機(9)通過曝氣管連接曝氣頭(7)為預曝氣完全混合反應器(5)中的混合液提供充足的溶解氧;

　　碳源儲存器(23)中儲存有一定濃度的乙酸鈉溶液，通過管路定量投加于預曝氣完全混合反應器(5)中;

　　盤式硅膠管(22)兩端分別連有預曝氣完全混合反應器(5)和完全混合預警反應器(18)，并通過蠕動泵(20) 使混合液連續(xù)流動;利用DO1電極(11)和DO2電極(14)分別對預曝氣完全混合反應器(5)和完全混合預警反應器(18)中的DO值進行監(jiān)測;

　　完全混合預警反應器(18)內(nèi)壁表面置有擾流擋板(17)，使混合液在第二磁力攪拌子(19)攪拌作用下混合更加均勻，避免出現(xiàn)循環(huán)流，頂部置有封蓋(15)，使得完全混合預警反應器(18)所處環(huán)境密閉，避免外界空氣對監(jiān)測的干擾。

　　說明書

　　一種污水廠進水毒性預警監(jiān)測裝置

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及污水處理領域，尤其是含有工業(yè)廢水的污水，特別是一種在線連續(xù)監(jiān)測污水廠進水毒性的監(jiān)測裝置。

　　背景技術

　　目前的水處理技術工藝中，活性污泥法仍然以其處理流程簡單、運行費用低廉、維護便利等優(yōu)點而廣泛應用于各大中小型污水處理廠。隨著我國工業(yè)發(fā)展腳步的加快，工業(yè)廢水排放量的逐年加大，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水并入城市生活污水進入污水處理廠的情況較為普遍，而其中可能含有大量的微生物毒性物質，這些毒性物質會抑制活性污泥微生物的正常代謝過程，造成污水處理過程不穩(wěn)定，出水水質不達標的情況，甚至可能導致整個活性污泥系統(tǒng)崩潰，繼而可能進行耗時費力的培菌工作，給污水廠日常運營和管理帶來極大的不便。因此，城市污水廠進水毒性監(jiān)測設備的研究和開發(fā)顯的非常重要，依靠進水毒性監(jiān)測設備可以迅速了解進水毒性情況，并針對不同毒性程度的進水采取相應的應對措施，最大程度減輕毒性物質對活性污泥微生物的抑制作用，保證出水連續(xù)穩(wěn)定達標排放。

　　當前考察城市污水廠進水毒性作用的技術有ATP發(fā)光、酶抑制、Microtox、Hatox-1800等毒性監(jiān)測方法，然而，這些方法基于分子生物學測試、發(fā)光細菌的發(fā)光及生物電流變化等原理，其測試對象和測試條件與實際污水處理廠活性污泥系統(tǒng)完全不同，測試結果不能真實反映活性污泥中微生物的受抑制情況;電流變化程度與毒性物質對微生物的抑制程度線性相關性不高，代表性不強，同樣不能進行在線連續(xù)監(jiān)測。

　　呼吸速率(Oxygen Uptake rate)，是活性污泥微生物好氧利用有機物時的氧消耗速率，是表征活性污泥微生物活性的理論指標，即活性污泥OUR的變化情況就可反應微生物受抑制性程度，進而可以判定進水中是否含有活性污泥微生物毒性物質及毒性程度。在這一原理基礎上開發(fā)的污水生物毒性監(jiān)測設備較少，已開發(fā)的設備存在系統(tǒng)復雜、連續(xù)監(jiān)測不穩(wěn)定、維護要求高、雙溶解氧電極設備之間的系統(tǒng)誤差等問題。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的在于提供一種穩(wěn)定有效的裝置對污水廠進水毒性進行監(jiān)測，本監(jiān)測裝置以OUR為原理，采用DO抑制率為指標對污水廠進水毒性進行實時監(jiān)測。

　　本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：污水廠進水毒性預警裝置包括污水供給系統(tǒng)、污泥供給系統(tǒng)、預曝氣完全混合反應器、完全混合預警反應器、PLC系統(tǒng)和碳源儲存器，所述污水供給系統(tǒng)和污泥供給系統(tǒng)分別通過污水泵、污泥泵與預曝氣完全混合反應器相連;通過蠕動泵從預曝氣完全混合反應器泵送混合液，經(jīng)過盤式硅膠管進入完全混合預警反應器;利用與DO1傳感器連接的DO1電極和與DO2傳感器連接的DO2電極分別對預曝氣完全混合反應器和完全混合預警反應器中的DO值進行監(jiān)測;DO1傳感器和DO2傳感器與PLC系統(tǒng)相連，對監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行采集與判斷;碳源儲存器通過管路向預曝氣完全混合反應器中定量注入乙酸鈉，維持一定量的COD含量 。

　　預曝氣完全混合反應器底部置有第一磁力攪拌子，通過磁力攪拌器控制轉速，曝氣機通過曝氣管連接曝氣頭為預曝氣完全混合反應器中的混合液提供充足的溶解氧。

　　碳源儲存器中儲存有一定濃度的乙酸鈉溶液，通過管路定量投加于預曝氣完全混合反應器中。

　　盤式硅膠管兩端分別連有預曝氣完全混合反應器和完全混合預警反應器，并通過蠕動泵使混合液連續(xù)流動;利用DO1電極和DO2電極分別對預曝氣完全混合反應器和完全混合預警反應器中的DO值進行監(jiān)測。

　　完全混合預警反應器內(nèi)壁表面置有擾流擋板，使混合液在第二磁力攪拌子攪拌作用下混合更加均勻，避免出現(xiàn)循環(huán)流，頂部置有封蓋，使得完全混合預警反應器所處環(huán)境密閉，避免外界空氣對監(jiān)測的干擾。

　　利用本污水廠進水毒性預警裝置對污水進行監(jiān)測的步驟為：

　　(1)將污泥流量Q1和污水流量Q2控制為Q1: Q2=1-2:3，使進入預曝氣完全混合反應器的混合液中含有MLSS為1000mg/L，打開曝氣機，并調節(jié)氣量使預曝氣完全混合反應器中的DO值為5.5-6.0mg/L，控制混合液的水力停留時間(HRT)為1～3min，通過磁力攪拌器保證污水與污泥的充分接觸反應。

　　(2)在步驟(1)同等條件下把污水置換成放置2小時以上的清水，同時使用DO2電極對完全混合預警反應器中的DO值進行檢測并記錄，計算出DO0=DOq-DOw(DO0為混合液消耗的溶解氧，DOq為通入清水時監(jiān)測到的DO值，DOw為通入污水時監(jiān)測到的DO值)。

　　(3)使用蠕動泵把混合液通過盤式硅膠管22泵入完全混合預警反應器中，并控制其HRT為2min;控制碳源儲存器使投加到預曝氣完全混合反應器中乙酸鈉的量為100 mg/L COD;

　　(4)利用DO1傳感器連接的DO1電極對預曝氣完全混合反應器中的混合液進行連續(xù)監(jiān)測，控制DO為5.5-6.0 mg/L;利用DO2傳感器連接的DO2電極對完全混合反應器中的DO進行連續(xù)監(jiān)測，并通過PLC系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進行計算與分析。

　　(5)PLC系統(tǒng)對DO2傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行計算與分析，根據(jù)預先植入的公式：DOY%=(DO2-DO1)/DO0*100計算出DOY%(DO0為系統(tǒng)消耗溶解氧的量、DO1為毒性物質沖擊前溶解氧水平、DO2為毒性物質沖擊后溶解氧水平)，并與預設的DO抑制率DOY1 、DOY2 、DOY3比較：

　　當DOY≤DOY1，不報警，指示燈綠色，表明進水中不含污泥毒性物質。

　　當DOY1

　　當DOY2

　　當DOY≥DOY3，報警，指示燈紅色，表明進水中含有污泥毒性物質，毒性很大，需要采取污水廠受沖擊的應急方案。

　　步驟(2)中，控制預曝氣完全混合反應器中的混合液DO值為5.5-6.0mg/L，HRT為1-3min(需要與完全混合預警反應器匹配)。

　　步驟(3)中，盤式硅膠管直徑為10mm，長度為2.8m，呈螺旋狀盤繞于有機圓柱體表面;完全混合預警反應器內(nèi)壁表面置有擾流擋板，使混合液在第二磁力攪拌子攪拌作用下混合更加均勻，避免出現(xiàn)循環(huán)流，頂部置有封蓋，使得完全混合預警反應器所處環(huán)境密閉，避免外界空氣對監(jiān)測的干擾。

　　步驟(5)中，預設的DOY%分別為，DOY1 =10%、DOY2 =30%、DOY3 =50%。

　　與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點為：

　　(1)實時采集生化池污泥與沉砂池進水，監(jiān)測結果代表性強;(2)污泥與污水提前充分接觸，增加接觸時間，反應更完全;(3)增加預曝氣階段，減小進水溶解氧對系統(tǒng)產(chǎn)生的影響;(4)使用單只溶解氧電極，減小電極間的系統(tǒng)誤差;(5)增加碳源補充系統(tǒng)，避免因進水碳源不足造成毒性預警監(jiān)測結果不準確的情況。