申請日2013.08.20
公開(公告)日2013.11.20
IPC分類號G01N33/24
摘要
本發(fā)明公開了一種基于微型動物種群密度分析的活性污泥狀態(tài)分析預(yù)測方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。針對目前活性污泥法中污泥狀態(tài)分析指標(biāo)的間接性、滯后性，建立了一個集活性污泥微型動物的密度統(tǒng)計分析、微型動物密度函數(shù)計算與污泥狀態(tài)檢索表使用為一體的整套方法，對活性污泥狀態(tài)進(jìn)行簡單、快速、準(zhǔn)確的分析與預(yù)測。該方法對于提高活性污泥法污水處理過程的運行管理效率，具有非常重要的現(xiàn)實意義，并在污水生物處理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
權(quán)利要求書
1.一種基于微型生物分析的活性污泥狀態(tài)預(yù)測方法，其特征在于，該方法是以活性污泥中微型生物的顯微觀察與微型生物種類鑒別為基礎(chǔ)，建立集活性污泥微型動物的密度統(tǒng)計分析、密度函數(shù)計算與污泥狀態(tài)檢索表使用為一體的整套方法，其具體由以下四步驟組成：
(1)建立微型動物統(tǒng)計分類方法
以微型動物的形態(tài)、行為為分類依據(jù)，把活性污泥中的微型動物分成兩級，即先分成三個一類，一類下面再分為兩個亞類，具體如下：
1)非固著型原生動物類
1.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類
1.2)變形蟲亞類
2)固著型原生動物類
2.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類
2.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類
3)后生動物類
3.1)線蟲亞類
3.2)輪蟲亞類
(2)建立微型動物密度函數(shù)
根據(jù)活性污泥中微型動物的密度，建立微型動物密度函數(shù)，函數(shù)由兩個組成，具體如下：
(a)微型動物一級密度函數(shù)BX為：
BX = MX /(M1 + M2 + M3)*100 % (Ⅰ)
式中，BX 表示不同一類微型動物所占比例，MX 為某一類微型動物的密度，X 取值范圍1～3，M1、M2、M3分別表示污泥中非固著型原生動物、固著型原生動物與后生動物密度;
(b)微型動物二級密度函數(shù)WX 為：
WX = NX / MX *100 % (Ⅱ)
式中，WX表示某亞類微型動物占該一類微型動物的百分比，NX 為某一亞類微型動物的密度，X 取值范圍1～2;
使用中先用公式(Ⅰ)計算進(jìn)行一類分級，然后使用公式(Ⅱ)進(jìn)行亞類分級;
(3)建立污泥狀態(tài)檢索表
根據(jù)不同污泥狀態(tài)的不同類型微型動物的密度函數(shù)計算，得出污泥狀態(tài)檢索表，具體如下：
1.污泥中微型動物數(shù)量小于 S 個/ml………………………污泥腐化
2.B1大于a1
2.1鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類的NX大于a11……………污泥不成熟
2.2變形蟲亞類的NX大于a12………………………………污泥解體
3.B2大于a2
3.1非累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a21…………………污泥成熟
3.2累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a22……………………污泥膨脹
4.B3大于a3 …………………………………………………污泥老化
表中各參數(shù)S、a1、a11、a12 、a2 、a21、 a22、 a3，在不同污水處理中各不相同，具體值由試驗或?qū)嶋H生產(chǎn)運行中觀測確定;
(4)污泥樣品采樣與污泥狀態(tài)分析預(yù)測
從待分析活性污泥的曝氣池中取樣，按照步驟(1)的微型動物分類方法，使用顯微鏡觀察鑒別污泥中出現(xiàn)的不同類別的微型動物，利用步驟(2)中的微型動物密度函數(shù)計算出各個參數(shù)，再查閱步驟(3)得到的污泥狀態(tài)檢索表進(jìn)行污泥狀態(tài)的分析預(yù)測。
說明書
一種基于微型動物密度分析的活性污泥狀態(tài)預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種活性污泥狀態(tài)的預(yù)測方法。
背景技術(shù)
在污水處理污泥系統(tǒng)中存在著由細(xì)菌、原生動物及微型后生動物等微生物組成的微觀生態(tài)系統(tǒng)。由于細(xì)菌微生物種類鑒別技術(shù)要求高，費時費力，實際生化污水處理運行與控制過程中，無法對活性污泥中的微生物進(jìn)行有效的監(jiān)測與分析，只是通過測定污泥常規(guī)指標(biāo)，如SV、SVI、MLSS和MLVSS等，對污泥性能進(jìn)行間接性的分析判斷與運行控制。經(jīng)驗性不能解決運行過程出現(xiàn)的新問題，間接性指標(biāo)往往是粗放的、模糊的、滯后的，當(dāng)發(fā)現(xiàn)污泥間接指標(biāo)出現(xiàn)異常時，污泥微生物生態(tài)系統(tǒng)已遭破壞，重新培養(yǎng)或恢復(fù)良好的活性污泥系統(tǒng)往往需要很長時間，將嚴(yán)重地影響生產(chǎn)的正常運行。
因此，目前研究中主要通過處于生態(tài)系統(tǒng)較高營養(yǎng)級的微型動物(原生動物、后生動物)的變化進(jìn)行污水處理效果與污泥狀態(tài)的監(jiān)測。一般認(rèn)為：當(dāng)固著型纖毛蟲，如鐘蟲，出現(xiàn)則說明活性污泥處于成熟穩(wěn)定期，污水出水效果好;當(dāng)活性污泥中出現(xiàn)輪蟲，表明有機質(zhì)濃度低、水質(zhì)較好;但當(dāng)輪蟲過多，有可能破壞污泥結(jié)構(gòu)導(dǎo)致污泥松散上浮，影響出水水質(zhì)。但是不同狀態(tài)污泥、不同工藝條件下、不同污水處理效果時，污泥中微型動物種類不止一種，往往有十幾種，甚至幾十種，單單觀察是否出現(xiàn)哪種或哪幾種就判斷與預(yù)測污泥狀態(tài)、水錘處理水質(zhì)是否良好，是一種粗放的、定性的判斷方法，不能準(zhǔn)確地對污泥狀態(tài)與污水處理效果做出預(yù)測。
因此以單種或幾種微型動物為微型微生物反映污泥的狀態(tài)不能很好地滿足實際工程的要求，發(fā)明一種實際可行的、準(zhǔn)確的污泥狀態(tài)預(yù)測方法是必要的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有活性污泥法污水處理過程管理中污泥狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測方法的粗放性、間接性以及滯后性等不足，提供一種基于微型動物微觀直接觀測與種群數(shù)量分析的污泥狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測方法，以此提高監(jiān)測的準(zhǔn)確性、即時性，為生產(chǎn)運行管理提供有效的技術(shù)方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案由以下步驟組成：
(1)建立微型動物統(tǒng)計分類方法
以微型動物的形態(tài)、行為為分類依據(jù)，把活性污泥中的微型動物分成兩級，即先分成三個一類，一類下面再分為兩個亞類，具體如下：
1)非固著型原生動物類
1.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類
1.2)變形蟲亞類
2)固著型原生動物類
2.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類(如：鐘蟲、蓋蟲等)
2.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類(如：累枝蟲、集蓋蟲等)
3)后生動物類
3.1)線蟲亞類
3.2)輪蟲亞類
(2)微型動物密度函數(shù)的建立
根據(jù)活性污泥中微型動物的密度，建立微型動物密度函數(shù)，函數(shù)由兩個組成，具體如下：
(a)微型動物一級密度函數(shù)BX
BX = MX /(M1 + M2 + M3)*100 % (Ⅰ)
上式中，
BX 表示某一類微型動物占整個微型動物的百分比;
MX 為某一類微型動物的密度，個/ml，X取值范圍1-3;
M1、M2、M3分別污泥中非固著型原生動物類、固著型原生動物類與后生動物類密度;
(b)微型動物二級密度函數(shù)WX 如下：
WX = NX / MX *100 % (Ⅱ)
上式中，
WX 污泥狀態(tài)度函數(shù)，表示某一亞類微型動物占該類微型動物的百分比;
NX 為某一亞類微型動物的密度，個/ ml，X取值范圍1-2;
使用中先用公式(1)計算進(jìn)行一類分級，然后使用公式(2)進(jìn)行亞類分級。
(3)污泥狀態(tài)檢索表的建立
根據(jù)不同污泥狀態(tài)下的不同類型微型動物密度函數(shù)計算，得出污泥狀態(tài)檢索表，具體如下：
污泥狀態(tài)檢索表
1)污泥中微型動物數(shù)量小于 S 個/ml………………………污泥腐化
2)B1大于a1
2.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類的NX大于a11…………污泥不成熟
2.2)變形蟲亞類的NX大于a12……………………………污泥解體
3)B2大于a2
3.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a21………………污泥成熟
3.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a22…………………污泥膨脹
4) B3大于a3 …………………………………………………污泥老化
