活性污泥呼吸速率測定裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于城市污水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測定廢水生物處理系統(tǒng)中活性污泥 瞬時呼吸速率的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性污泥法是城鎮(zhèn)污水生物處理中的主流技術(shù)，在活性污泥法處理污水過程中， 活性污泥呼吸速率（0UR)是反應(yīng)活性污泥系統(tǒng)微生物活性的一個重要指標(biāo)，而且可表征曝 氣池的實際需氧量，對于工藝運行和曝氣控制具有重要作用。然而，由于0UR在線連續(xù)檢測 方法的限制，污水處理廠目前的監(jiān)測體系中還沒有實現(xiàn)該指標(biāo)的實時監(jiān)測。如果能開發(fā)一 種活性污泥0UR在線檢測方法和裝置實現(xiàn)污水處理過程中活性污泥0UR的在線動態(tài)測定， 對于污水處理廠的運行優(yōu)化有非常重要的意義。
[0003] 國內(nèi)專利有采用密閉法，使用一臺溶解氧儀測量呼吸速率，其代價是呼吸速率只 能間歇測定且時間較長，一般都需要十幾分鐘，難以迅速反應(yīng)實際變化情況。在曝氣過程控 制中，往往需要在幾分鐘之內(nèi)測定呼吸速率和計算需氧量。傳統(tǒng)方法只能用于評估活性、監(jiān) 測毒性等，不能用于實施控制。因此，需要采用單一探頭連續(xù)測定的方法。
[0004] 例如中國專利CN103278495A公開了一種活性污泥比耗氧速率（SOUR)在線測定裝 置，該裝置利用兩個熒光溶解氧探頭測試呼吸管進水溶解氧和出水溶解氧，呼吸管密閉，敞 口曝氣，混合液在呼吸管中處于流動狀態(tài)，通過呼吸管進出水溶解氧的差值與混合液在呼 吸管中停留時間的比值確定混合液耗氧速率。但是，在該方法中，兩個溶解氧探頭測試耗氧 速率時，兩個熒光溶解氧探頭之間的誤差將影響測試的準(zhǔn)確性，需要定期對兩個熒光溶解 氧探頭進行校準(zhǔn)。因此，該專利所述的方法并不能準(zhǔn)確測試0UR。
[0005] 國外儀器有使用同一臺溶解氧儀測定（RA-1000)，但需要定期更換流動方向，且呼 吸速率測試的周期固定。由于反應(yīng)器容積、栗流速等的限制，測試周期可調(diào)節(jié)的范圍很小。 由于測試周期固定或者可調(diào)幅度小，這使得呼吸速率儀難以適應(yīng)污泥活性或進水負(fù)荷大幅 度波動的場合。在呼吸速率很大時，在曲線尾部可能出現(xiàn)溶解氧抑制的拐點，導(dǎo)致計算錯 誤；在呼吸速率很小時，曲線很平緩易導(dǎo)致斜率計算不準(zhǔn)確。因此，需要在單一探頭和連續(xù) 測定的基礎(chǔ)上，增加測量周期的調(diào)節(jié)靈活性。
[0006] 此外，傳統(tǒng)呼吸速率的計算公式包含了測試周期的影響，導(dǎo)致測試周期改變后，計 算公式也需要隨之變化。因此，需要采用新的呼吸速率計算方法，在呼吸速率計算中去除測 量周期的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對呼吸速率間歇測定、多臺溶解氧儀系統(tǒng)誤差、測 量周期無法調(diào)整或幅度小等問題，建立一種基于推流式往復(fù)流動的呼吸速率計算方法與活 性污泥瞬時呼吸速率測定裝置，可以實現(xiàn)連續(xù)測定、單臺溶解氧儀讀數(shù)、自動調(diào)整測量周期 等功能，可有力支持污水處理廠活性污泥性質(zhì)的監(jiān)測與控制。
[0008] 為達(dá)上述目的，本發(fā)明一種活性污泥呼吸速率測定裝置，所述裝置包括采樣蠕動 栗、溶解氧探頭套筒、溶解氧探頭、溶解氧變送器、圓形盤管、控制器和觸摸屏，所述采樣蠕 動栗一側(cè)與活性污泥池連接，另一側(cè)與所述溶解氧探頭套筒連接，所述溶解氧探頭套筒連 接所述圓形盤管，所述圓形盤管另一側(cè)連接所述活性污泥池，所述溶解氧探頭套筒內(nèi)設(shè)有 所述溶解氧探頭，所述溶解氧探頭信號連接所述溶解氧變送器，所述溶解氧變送器信號連 接所述控制器，所述控制器連接所述觸摸屏，所述控制器信號連接所述采樣蠕動栗。
[0009] 其中所述溶解氧探頭套筒底部兩側(cè)各設(shè)有一個接口，一個接口連接所述采樣蠕動 栗，另一個接口連接所述圓形盤管。
[0010] 其中所述采樣蠕動栗與所述控制器之間、所述溶解氧探頭與所述溶解氧變送器之 間、所述溶解氧變送器與所述控制器之間、所述控制器與所述觸摸屏之間分別通過數(shù)據(jù)電 纜連接。
[0011] 一種采用所述活性污泥呼吸速率測定裝置進行測定呼吸速率的方法，包括以下步 驟：
[0012] 從0時刻開始采用蠕動栗正轉(zhuǎn)，記錄D0 (0)，當(dāng)t達(dá)到測量周期T時，將采用蠕動栗 反轉(zhuǎn)，繼續(xù)記錄DO(t)，直到t達(dá)到2倍測量周期（2T)，進入下一次測量過程，在t= (T，2T] 的范圍內(nèi)，可以實時計算呼吸速率〇UR(t)如下：
[0013] ifT<t< 2T,I
[0014]
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本發(fā)明取得了如下技術(shù)效果：
[0016] 1、本發(fā)明采用圓形盤管內(nèi)往復(fù)流動方式替代呼吸速率儀常見的順序流動，并采用 了新的計算方法，使在線儀器的設(shè)計體積更小、結(jié)構(gòu)更加緊湊、制作成本更低，運行也更可 罪；
[0017] 2、本發(fā)明采用圓形盤管內(nèi)的推流式往復(fù)流動，實現(xiàn)了呼吸速率的實時與連續(xù)檢 測，與傳統(tǒng)的序批式間歇測量相比，大大縮短了測量周期，提供了更加豐富的數(shù)據(jù)和信息；
[0018] 3、本發(fā)明使用同一個溶解氧探頭測定和計算活性污泥的呼吸速率，實時計算呼吸 速率，消除了兩臺溶解氧探頭分別測定進出水濃度的系統(tǒng)誤差，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；
[0019] 4、本發(fā)明可根據(jù)呼吸速率測試結(jié)果自動調(diào)整往復(fù)流動周期，在速率值較低時自動 采用更長的測試周期以提高計算準(zhǔn)確性，與其它方法固定測試周期相比，更適用于污水處 理廠呼吸速率變化較大的實際情況。
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2為本發(fā)明裝置的控制策略圖。
[0023] 圖3為溶解氧曲線與0UR計算示意圖。
[0024] 圖4為實驗測試結(jié)果圖
[0025]附圖標(biāo)記說明：1采樣蠕動栗、2溶解氧探頭套筒、3溶解氧探頭、4溶解氧變送器、 5圓形盤管、6控制器、7觸摸屏。
【具體實施方式】
[0026] 以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點作更詳細(xì)的說明。
[0027] 參見附圖1，根據(jù)本發(fā)明的一個實例，活性污泥污水處理系統(tǒng)中呼吸速率測試裝置 包括：采樣蠕動栗1，溶解氧探頭套筒2,溶解氧探頭3,溶解氧變送器4,圓形盤管5,控制器 6,觸摸屏7。
[0028] 采樣蠕動栗1一側(cè)與活性污泥池連接，一側(cè)與溶解氧探頭套筒2連接，可以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn) 速，以及周期性改變轉(zhuǎn)動方向，從而改變后續(xù)管路里流體的流量和方向，溶解氧探頭套筒2 為一個圓形速率容器，溶解氧探頭3插入其中且密切貼合，溶解氧探頭套筒2底部兩側(cè)有各 有一個接口，分別連接采樣蠕動栗1出口和圓形盤管5,溶解氧探頭3與溶解氧變送器4 (溶 解氧儀）連接，完成溶解氧信號的測定，溶解氧變送器4通過數(shù)據(jù)電纜與控制器6連接，向 控制器6輸出電流或者數(shù)字信號