专利汇可以提供污染物好氧生物降解呼吸测量方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种污染物好 氧 生物 降解 呼吸测量方法及装置,涉及 废 水 好氧生物处理过程氧利用速率测量方法和装置。测量方法包括的步骤有溶解氧 传感器 校核,水槽恒温,投加 微生物 混合液 ,搅拌,混合液循环,设置参数,投加待测样品和计算。测量装置由水槽、磁 力 搅拌机 构、曝气机构、曝气室、呼吸室、测量室、pH传感器、溶解氧传感器、 信号 传输线、变送器 接线盒 、计算机和氧利用速率测量 软件 组成。本 发明 具有不受溶解氧限制、不需考虑氧传质系数、系统恒温效果好、溶解氧传感器所受干扰少,测试 精度 与 频率 高、仪器自动化程度高等优点。本发明适用于城市污水组分表征、污水厂进水毒性检测、评估与预警、污水厂过程控制、运行管理以及活性 污泥 过程动力学研究等方面。,下面是污染物好氧生物降解呼吸测量方法及装置专利的具体信息内容。
1、一种污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于该方法按以下步骤进行:
(1)在空气中对溶解氧传感器进行校核;
(2)向水槽中注入清水,使曝气室、呼吸室进、出口测量室和呼吸室位于清水中;设 定该水槽中的水温为5-50℃,通过加热机构、制冷机构及其控制机构控制水槽中 的温度达到设定温度;
(3)向曝气室内加入微生物混合液,使其浓度为200-5000mg/L;
(4)开曝气机构,向曝气室内通入空气,空气流量为5-1500ml/min,分别开磁力搅拌 器,使曝气室底部和呼吸室底部的搅拌转子转动,搅拌转速均为20-200转/min;
(5)开蠕动泵,该蠕动泵的流量为50-1000ml/min,使曝气室内的微生物混合液通过管 道循环进入呼吸室进口测量室的测量腔、呼吸室、呼吸室出口测量室的测量腔、 曝气室;
(6)打开氧利用速率测试软件,设置参数:输入信号的物理通道,采样频率f为1-20s-1, 氧利用速率测试时间步长Δt为10-300s,每个通道的采样点数N=f·Δt,输入信 号的电流值为0.004-0.02A,超时为大于Δt的整数,滤波阶数为3-9,流量Q为蠕 动泵的实际流量,容积V为呼吸室的实际容积200-2000ml;
(7)当曝气室和呼吸室中的微生物混合液的温度与水槽中的清水温度均达到设定温度 5-50℃时,点击氧利用速率测试软件中的“开始”按钮:
①对两个溶解氧传感器的电流信号进行数字滤波处理;
②将经过数字滤波处理后的两个溶解氧传感器的电流信号利用线性函数转换为呼吸 室进、出口微生物的溶解氧浓度值C1和C2;
③分别计算第i个氧利用速率测试时间步长Δt内的溶解氧浓度值C1与C2的算术平 均值与并在用户界面上实时显示;与此同时,对氧利用速率测试时 间步长Δt内的溶解氧浓度值C1与C2进行线性拟合,得到C1和C2随时间变化的 速 与
④利用公式 计算出氧利用速率,并在线实时显示和即 时保存;
上式中:
i—测量到的氧利用速率的序号;
Ri—第i个氧利用速率,mgO2/(L·min);
Q—蠕动泵流量,ml/min;
V—呼吸室容积,ml;
—呼吸室进口微生物混合液溶解氧浓度在第i个氧利用速率测试时间步长 Δt内的算术平均值,mgO2/L;
—呼吸室出口微生物混合液溶解氧浓度在第i个氧利用速率测试时间步长 Δt内的算术平均值,mgO2/L;
—呼吸室出口微生物混合液溶解氧浓度在第i个氧利用速率测试时间步长 Δt内随时间的变化率,mgO2/(L·min);
(8)当氧利用速率稳定在微生物混合液内源呼吸阶段的氧利用速率时,向曝气室内的 微生物混合液中加入待测样品,用氧利用速率测试软件计算加入待测样品后的微 生物混合液的氧利用速率,并在线显示和即时保存。
2.根据权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于当需要对溶解氧 传感器进行校核时,按以下步骤进行:
(1)溶解氧传感器的互漂移检验:将溶解氧传感器置于空气中,依照溶解氧传感器的 常规使用规则在变送器上对溶解氧传感器进行校核,得到进、出口溶解氧传感器 读数C1(0)与C2(0),计算ΔC(0)=C1(0)-C2(0);
(2)溶解氧传感器的自漂移检验:把曝气室、测量室和通道中的微生物混合液清理干 净,在曝气室内注入清水,得到清水第i个呼吸速率测试时间步长Δt内呼吸室进、 出口清水溶解氧浓度的算术平均值与及其变化率与
(3)溶解氧传感器的软校核:在校核程序上调用ΔC(0)、 与计算 利用校核后的与计算 得到校 核后的氧利用速率并保存。
3.根据权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于当以浓度为20 gCOD/L的葡萄糖溶液作为待测样品时,该方法按以下步骤进行:
(1)在空气中对溶解氧传感器进行校核;
(2)使水槽中的清水保持在20℃;
(3)向曝气室中加入活性污泥混合液4000ml,浓度为1000mgMLVSS/L;
(4)向曝气室内通入的空气流量为0.1L/min;分别开磁力搅拌器,使曝气室底部和呼 吸室底部的搅拌转子转动,搅拌转速均为100转/min;
(5)开蠕动泵,使其流量为200ml/min,使活性污泥混合液通过管道在呼吸室进、出口 测量室的测量腔、呼吸室、曝气室循环;
(6)打开氧利用速率测试软件,设置参数:物理通道为“0”和“1”,采样频率f为10s-1, 氧利用速率测试时间步长为20s,每个通道的采样点数为200,输入电流信号电流 值为0.004-0.02A,超时为30s,滤波阶数为7,流量Q为200ml/min,,容积V为 1000ml;
(7)当曝气室和呼吸室中的活性污泥混合液的温度与水槽中的清水的温度均达到设定 温度20℃时,点击氧利用速率测试软件中的“开始”按钮,软件自动运行,在用户 界面上显示当前“0”通道和“1”通道采集到的电流信号值、每一个氧利用速率 测试时间步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓度值C1和C2的 算术平均值与以及氧利用速率值;
(8)当氧利用速率稳定在内源呼吸速率时,向曝气室内的活性污泥混合液中加入葡萄 糖溶液4ml,氧利用速率测试软件自动计算、保存和实时显示加入葡萄糖溶液后每 一个氧利用速率测试时间步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓 度值C1和C2的算术平均值与以及氧利用速率值Ri。
4.根据权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于当以浓度为20 gCOD/L的醋酸钠溶液作为待测样品时,该方法按以下步骤进行:
(1)在空气中对溶解氧传感器进行校核;
(2)使水槽中的清水保持在25℃;
(3)向曝气室中加入活性污泥混合液4000ml,浓度为1500mgMLVSS/L;
(4)向曝气室内通入的空气流量为0.2L/min,分别开磁力搅拌器,使曝气室底部和呼 吸室底部的搅拌转子转动,搅拌转速均为100转/min;
(5)开蠕动泵,使其流量为250ml/min,使活性污泥混合液通过管道在呼吸室进、出口 测量室的测量腔、呼吸室、曝气室循环;
(6)打开氧利用速率测试软件,设置参数:物理通道为“0”和“1”,采样频率f为10s-1, 氧利用速率测试时间步长为20s,每个通道的采样点数为200,输入电流信号电流 值为0.004-0.02A,超时为40s,滤波阶数为7,流量Q为250ml/min,,容积V为 1000ml;
(7)当曝气室和呼吸室中的活性污泥混合液的温度与水槽中的清水的温度均达到设定 温度20℃时,点击氧利用速率测试软件中的“开始”按钮,软件自动运行,在用户 界面上显示当前“0”通道和“1”通道采集到的电流信号值、每一个氧利用速率 测试时间步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓度值C1和C2的 算术平均值与以及氧利用速率值;
(8)当氧利用速率稳定在内源呼吸速率时,向曝气室内的活性污泥混合液中加入醋酸 钠溶液6ml,氧利用速率测试软件自动计算、保存和实时显示加入醋酸钠溶液后每 一个氧利用速率测试时间步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓 度值C1和C2的算术平均值与以及氧利用速率值Ri。
5.根据权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于当以城市污水作 为待测样品时,该方法按以下步骤进行:
(1)在空气中对溶解氧传感器进行校核;
(2)使水槽中的清水保持在25℃;
(3)向曝气室中加入活性污泥混合液2000ml,浓度为3000mgMLVSS/L;
(4)向曝气室内通入的空气流量为0.2L/min,分别开磁力搅拌器,使曝气室底部和呼 吸室底部的搅拌转子转动,搅拌转速均为100转/min;
(5)开蠕动泵,使其流量为250ml/min,使活性污泥混合液通过管道在呼吸室进、出口 测量室的测量腔、呼吸室、曝气室循环;
(6)打开氧利用速率测试软件,设置参数:物理通道为“0”和“1”,采样频率f为10s-1, 氧利用速率测试时间步长为30s,每个通道的采样点数为300,输入电流信号电流 值为0.004-0.02A,超时为40s,滤波阶数为7,流量Q为250ml/min,,容积V为 1000ml;
(7)当曝气室和呼吸室中的活性污泥混合液的温度与水槽中的清水的温度均达到设定 温度25℃时,点击氧利用速率测试软件中的“开始”按钮,软件自动运行,在用户 界面上显示当前“0”通道和“1”通道采集到的电流信号值、每一个氧利用速率 测试时间步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓度值C1和C2的 算术平均值与以及氧利用速率值;
(8)将城市污水水样加热到25℃并快速曝气至溶解氧饱和;当氧利用速率稳定在内源 呼吸速率时,向曝气室内的活性污泥混合液中加入城市污水2000ml,氧利用速率 测试软件自动计算、保存和实时显示加入城市污水后每一个氧利用速率测试时间 步长Δt内呼吸室进口和出口活性污泥混合液的溶解氧浓度值C1和C2的算术平均 值与以及氧利用速率值Ri。
6.根据权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法,其特征在于微生物混合液由蠕 动泵正压泵入呼吸室进口测量室与呼吸室出口测量室,微生物混合液流向垂直于测量室内 置的溶解氧传感器的膜表面。
7.一种实施权利要求1所述的污染物好氧生物降解呼吸测量方法的装置,包括壳体、水槽、 呼吸室、曝气室、分别位于呼吸室和曝气室底部内的磁力搅拌转子、对应安装在水槽下方 壳体内的磁力搅拌转子的转动机构和安装在壳体侧面上的磁力搅拌转子的转动机构的控制 机构,蠕动泵、曝气机构和pH传感器,pH传感器的上端通过信号传输线与一个变送器的 信号输入端连接,安装在水槽后侧面上的加热机构、制冷机构和循环泵及安装在壳体表面 上的加热机构和制冷机构的控制机构,两个溶解氧传感器的上端分别通过信号传输线与对 应变送器的信号输入端连接,变送器的信号输出端与接线盒的信号输入端连接,接线盒的 信号输出端与插有数据采集卡的计算机连接;其特征在于呼吸室进、出口测量室为相同的 测量室,每一测量室包括上部的上腔体和下部的测量腔体沿轴线密封固定连通,两个溶解 氧传感器下端分别插入呼吸室进、出口测量室下部的测量腔体内,溶解氧传感器的上部与 测量室上腔体固定连接,测量室上腔体的底部和测量腔体的上端与溶解氧传感器活动配合 并密封,所述的蠕动泵通过管道与曝气室和呼吸室进口测量室的测量腔体底部连通,溶解 氧传感器下端侧面所对的呼吸室进口测量室的测量腔体和呼吸室通过管道连通,呼吸室的 上部和呼吸室出口测量室的测量腔体底部通过管道连通,溶解氧传感器下端侧面所对的呼 吸室出口测量室的测量腔体上装有与曝气室相通的管道,曝气室、呼吸室和呼吸室进、出 口测量室位于盛有清水的水槽内,微生物混合液通过蠕动泵、管道在曝气室、呼吸室进口 测量室的测量腔、呼吸室、呼吸室出口测量室的测量腔和曝气室内循环,曝气室与呼吸室 的容积之比为3-5:1,呼吸室进、出口测量室的测量腔与呼吸室的容积之比为1:100-300。
8.根据权利要求7所述的污染物好氧生物降解呼吸测量装置,其特征在于呼吸室进、出口测 量室为上大、下小的两段圆柱体,这两段圆柱体内有圆孔相通,上腔体的底部中部有一与 溶解氧传感器活动配合的圆通孔,上腔体的上端圆孔内有螺纹;测量腔底部中部和侧面分 别有圆通孔,该圆通孔上分别装有连接管道,测量腔体内的上端圆孔内固定有与溶解氧传 感器配合的橡胶密封圈,上腔体的下端和测量腔体的上端通过螺纹密封连接。
9.根据权利要求7所述的污染物耗氧生物降解呼吸测量装置,其特征在于曝气室和呼吸室的 容积之比为4:1,呼吸室进、出口测量室的测量腔与呼吸室的容积之比为1:200。
本发明涉及一种污染物好氧生物降解呼吸测量方法及装置,具体是测量活性污泥微生物 好氧降解污水中污染物的氧利用速率(Oxygen Utilization/Uptake Rate,简称OUR),它适 用于城市污水组分表征、污水处理厂进水毒性物质的检测、毒性作用评估与预警、城市污水 处理厂过程控制与运行管理以及污水处理活性污泥过程动力学实验室研究等方面,属于污水 处理技术领域。
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