申請日2013.09.17

　　公開(公告)日2015.03.25

　　IPC分類號G01N33/24

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種活性污泥呼吸速率的測定方法及其原位呼吸速率儀。所述呼吸速率儀包括一反應(yīng)器、支桿、攪拌裝置、溶解氧探頭和數(shù)據(jù)采集裝置;所述反應(yīng)器包括可開合的底座;所述反應(yīng)器的底座與所述支桿相連接;所述攪拌攪拌裝置設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi);所述溶解氧探頭設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi)，其與所述數(shù)據(jù)采集裝置相連接。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在生化池內(nèi)測試點(diǎn)原位測量，避免了因取樣后離線測量導(dǎo)致測量結(jié)果的偏差。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)原位呼吸速率的快速測量，響應(yīng)速度快，每次測量僅需要1～3分鐘即可。本發(fā)明可以手持式便攜測量，操作簡單，價(jià)格低廉，便于推廣應(yīng)用。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種原位呼吸速率儀，其特征在于：所述呼吸速率儀包括一反應(yīng)器、支桿、 攪拌裝置、溶解氧探頭和數(shù)據(jù)采集裝置;

　　所述反應(yīng)器包括可開合的底座;所述反應(yīng)器的底座與所述支桿相連接;

　　所述攪拌攪拌裝置設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi);

　　所述溶解氧探頭設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi)，其與所述數(shù)據(jù)采集裝置相連接。

　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原位呼吸速率儀，其特征在于：所述支桿通過一鋼絲 繩與所述底座相連接。

　　3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的原位呼吸速率儀，其特征在于：所述攪拌裝置設(shè) 于所述底座上。

　　4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的原位呼吸速率儀，其特征在于：所述溶解氧 探頭設(shè)于所述反應(yīng)器的中上部。

　　5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的原位呼吸速率儀，其特征在于：所述反應(yīng)器 的頂部設(shè)有通孔。

　　6.利用權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述原位呼吸速率儀測定活性污泥的呼吸速率的方 法，包括如下步驟：

　　將所述原位呼吸速率儀置于活性污泥的測量點(diǎn)，下放所述支桿，使所述底座與所 述反應(yīng)器的主體分離，則待測點(diǎn)的活性污泥混合液進(jìn)入至所述反應(yīng)器內(nèi);

　　提升所述支桿，使所述底座與所述反應(yīng)器的主體閉合;

　　啟動(dòng)所述攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并同時(shí)通過所述數(shù)據(jù)采集裝置記錄所述反應(yīng)器內(nèi)活 性污泥的溶解氧濃度;計(jì)算活性污泥的溶解氧濃度隨時(shí)間的變化率，當(dāng)所述變化率穩(wěn) 定時(shí)的變化率的數(shù)值即為測量活性污泥的呼吸速率。

　　7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于：所述攪拌的時(shí)間為1～3分鐘。

　　說明書

　　一種活性污泥呼吸速率的測定方法及其原位呼吸速率儀

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種活性污泥呼吸速率的測定方法及其原位呼吸速率儀。

　　背景技術(shù)

　　我國污水處理廠迫切需要提高運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)工藝穩(wěn)定運(yùn)行。目前主要通過觀測 出水水質(zhì)等微生物反應(yīng)的結(jié)果來間接分析微生物的活性，缺乏直接描述微生物活性的 指標(biāo)。因此，開發(fā)微生物活性的在線監(jiān)測方法和一起，簡易測試和判斷微生物的活性 狀態(tài)，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有工藝運(yùn)行指標(biāo)的不足，對調(diào)整運(yùn)行參數(shù)、穩(wěn)定可靠運(yùn)行、提高出 水水質(zhì)具有重要意義。活性污泥的呼吸速率是指單位活性污泥在單位時(shí)間的消耗溶解 氧的量，單位是mg/(L.min)或者kg/(m3.hr)，可以綜合反映好氧生物處理過程中的微生 物活性和有機(jī)物降解速率，因此具有良好的應(yīng)用前景。

　　呼吸速率的測量方法比較多，實(shí)驗(yàn)室和在線儀表均有成熟方法。實(shí)驗(yàn)室比較成熟 的方法是瓦勃氏呼吸儀，需要使用專門的儀器設(shè)備。此外還有密閉式液相測量法，用 溶解氧儀測量封閉混合液中溶解氧的變化速率來計(jì)算呼吸速率，一般只需要溶解氧 儀、錐形瓶和電磁攪拌器。此外還有測定氣相二氧化碳濃度或者氧氣消耗體積的方 法，來間接計(jì)算溶解氧氧消耗量。上述方法具有多種國產(chǎn)或者進(jìn)口的實(shí)驗(yàn)室儀器，主 要缺點(diǎn)是需要對污泥進(jìn)行采樣和保存，無法在現(xiàn)場便攜使用，難以測定工藝運(yùn)行狀態(tài) 下的瞬時(shí)呼吸速率。

　　在線儀器方面，可分為開放式和密閉式兩種方法。密閉式方法測量時(shí)反應(yīng)器內(nèi)部 活性污泥與氧氣隔離，溶解氧濃度的降低速率等于污泥的呼吸速率。開放式測量方法 則是連續(xù)進(jìn)行曝氣，通過測量氧垂曲線來計(jì)算污泥的活性參數(shù)。目前已有的主要在線 儀器有Merit20、RODTOX、RA-1000等呼吸測量儀，多為國外公司研制，價(jià)格昂 貴，難以推廣應(yīng)用。此外，這些方法也都需要對污泥進(jìn)行采樣和預(yù)處理，難以在實(shí)際 工藝運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行測試。

　　現(xiàn)有技術(shù)中，中國專利申請201010579870.0和201020650138.3公開了使用溶解氧 和污泥濃度信號控制鼓風(fēng)機(jī)的變頻裝置，而非呼吸速率測試儀器。中國專利申請 201220526855.4、200810105908.3和200810167716.5均為采用實(shí)驗(yàn)室方法測量微藻、 油藏微生物和后生動(dòng)物的呼吸速率。中國專利申請200810104254.2和200820080009.8 均為采用外加電場提高微生物活性的方法，與呼吸速率測試無關(guān)。中國專利申請 200910082955.5和200910082957.4均為一種基于呼吸速率的控制方法，呼吸速率通過 SBR反應(yīng)器中的間歇曝氣來進(jìn)行數(shù)據(jù)分析獲取，不涉及專門的呼吸速率測試裝置，也 不能隨意改變測試位置和條件。中國專利申請201110195841.9為河流耗氧速率常數(shù)的 測定方法，不涉及活性污泥的測試方法，也不涉及專門的測試裝置。中國專利申請 200920107719.X是一種利用實(shí)驗(yàn)室測試原理設(shè)計(jì)的教學(xué)裝置，只能用于實(shí)驗(yàn)室演 示，不能用于實(shí)際現(xiàn)場。中國專利申請200620004632.6為一種基于氣泡技術(shù)的呼吸速 率裝置，可用于厭氧和好氧過程測試，屬于實(shí)驗(yàn)室測試裝置，不適合污水處理廠的現(xiàn) 場測試。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明的目的是提供一種活性污泥呼吸速率的測定方法及其原位呼吸速率儀，本 發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在生化池內(nèi)的便攜測量，快速獲得微生物活性和進(jìn)水負(fù)荷變化參數(shù)。本 發(fā)明的原位呼吸速率儀依據(jù)成熟的測試原理，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、測試可靠的 特點(diǎn)，可用于呼吸速率空間分布、進(jìn)水負(fù)荷變化、充氧系數(shù)測定等多種要求。

　　本發(fā)明所提供的一種原位呼吸速率儀，它包括一反應(yīng)器、支桿、攪拌裝置、溶解 氧探頭和數(shù)據(jù)采集裝置;

　　所述反應(yīng)器包括可開合的底座;所述反應(yīng)器的底座與所述支桿相連接;

　　所述攪拌攪拌裝置設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi);

　　所述溶解氧探頭設(shè)于所述反應(yīng)器內(nèi)，其與所述數(shù)據(jù)采集裝置相連接。

　　上述的原位呼吸速率儀中，所述支桿通過一鋼絲繩與所述底座相連接。

　　上述的原位呼吸速率儀中，所述攪拌裝置設(shè)于所述底座上。

　　上述的原位呼吸速率儀中，所述溶解氧探頭設(shè)于所述反應(yīng)器的中上部。

　　上述的原位呼吸速率儀中，所述反應(yīng)器的頂部設(shè)有通孔，可用于排放所述反應(yīng)器 內(nèi)的混合液內(nèi)殘留的空氣。

　　本發(fā)明還提供了利用上述原位呼吸速率儀測定污泥的呼吸速率的方法，包括如下 步驟：

　　將所述原位呼吸速率儀置于污泥的測量點(diǎn)，下放所述支桿，使所述底座與所述反 應(yīng)器的主體分離，則待測點(diǎn)的活性污泥混合液進(jìn)入至所述反應(yīng)器內(nèi);

　　提升所述支桿，使所述底座與所述反應(yīng)器的主體閉合;

　　啟動(dòng)所述攪拌裝置進(jìn)行攪拌，并同時(shí)通過所述數(shù)據(jù)采集裝置記錄所述反應(yīng)器內(nèi)活 性污泥的溶解氧濃度;計(jì)算活性污泥的溶解氧濃度隨時(shí)間的變化率，當(dāng)所述變化率穩(wěn) 定時(shí)的變化率的數(shù)值即為測量污泥的呼吸速率。

　　上述的方法中，所述攪拌的時(shí)間可為1～3分鐘，在整個(gè)攪拌過程中，持續(xù)測定活 性污泥的溶解氧濃度。

　　本發(fā)明具有如下有益效果：

　　本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在生化池內(nèi)測試點(diǎn)原位測量，避免了因取樣后離線測量導(dǎo)致測量結(jié) 果的偏差。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)原位呼吸速率的快速測量，響應(yīng)速度快，每次測量僅需要 1～3分鐘即可。本發(fā)明可以手持式便攜測量，操作簡單，價(jià)格低廉，便于推廣應(yīng)用。