[发明专利]检测活性污泥系统动态比耗氧速率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氮废水的SBR生物处理的检测方法，尤其是能够进行 深度脱氮和自动控制的SBR工艺。所属技术领域为：活性污泥法强化生物脱 氮处理理论与技术。

背景技术

活性污泥的比耗氧速率(SOUR)是表征污泥生物活性的重要参数之一， 从微生物呼吸速率角度反映了活性污泥生理状态和基质代谢状况。在活性污 泥法应用初期，好氧微生物的呼吸速率就被用来考察微生物量和底物利用率， 近年来SOUR作为检测污泥生物活性的参数，在分析、评价和预测系统运行状 况以及处理能力上受到国内外专家的普遍重视。研究和应用污水生物处理系 统的SOUR检测技术，对于促进污水生物处理技术的发展，强化和提高污水生 物处理系统的运行控制，具有十分重要的意义。

以前，多数呼吸仪采用溶解氧(DO)探针测定溶解氧浓度，从溶解氧浓 度的变化计算呼吸速率。采用DO探针的呼吸仪可分间歇式和连续流通式呼吸 仪。

闭式呼吸仪的操作步骤装待测混合液(例如来自曝气池的活性污泥试样) 于带探头与分析仪相连的完全封闭小室，先曝气至溶解氧浓度接近饱和，再 停止曝气，DO仪记录小室中溶解氧浓度变化。此变化曲线的斜率即为呼吸速 率。在测定过程中用磁力搅拌器混合搅拌。此法曾被认为是标准法，但后续 研究发现此法测定值低于实际值。因在取样时刻与实际测定时刻之间的时间 差内呼吸速率会迅速下降。

连续流通式呼吸仪连续交替测定闭式呼吸室进、出口处的溶解氧浓度。 污泥连续泵入呼吸室。以此两个溶解氧浓度的差值和停留时间计算出呼吸速 率。此法实际上是上述闭式间歇呼吸仪的推流型。其他测定仪均采用有污泥 连续泵入的完全混合呼吸室。在这些测定仪中曝气池中和呼吸室出口各有一 个DO探针。在计算呼吸速率时均必须假设溶解氧浓度稳定。

传统测量SOUR的方法是离线测量，有滞后性，不能在线检测，在线反馈。 许多测量方法仅仅用于实验室检测，而且许多测量方法要添加抑制剂，影响 活性污泥系统的稳定运行，不能将其作为系统长期运行的一个指示参数。

随着自动控制设备(可编程控制器PLC)和在线检测仪表(DO仪、pH仪) 的问世和成功的应用，为实现动态连续测量活性污泥系统的SOUR创造了有利 条件。

发明内容

本发明在反复试验的基础上，建立了一套在线监控，同时反馈SBR工艺 活性污泥SOUR的装置，通过考察SBR工艺中活性污泥SOUR的变化规律，制 定了以SOUR为参数的控制策略。活性污泥的SOUR可以有效地表征SBR工艺 的生化反应进程，当出现变化点(下文详述)，控制器根据收到的模拟量反 馈信号作出判断，将控制信号传递给执行机构，直接控制鼓风机停止。

本发明提出的方法实现了在线检测SOUR，直观显示SOUR曲线，通过控制 器(PLC)反馈给终端的执行器，控制反应的进程，解决了传统测量方法离线 测量，有滞后性，不能在线反馈的问题。

本发明的反应器设备(图1)包括反应器系统、自动控制系统；

反应器系统依次包括水箱、水泵、SBR反应器、加药泵、曝气装置，

自动控制系统包括传感器、数据采集装置、控制器和计算机，数据采集 装置的数据，通过数据总线输入到控制器中进行处理，由控制器发出的控制 指令通过输出总线控制执行设备；控制器连接计算机；

其特征在于，还包括计量系统，计量系统包括密封的计量瓶，放在磁力 搅拌器上，通过回流泵和SBR反应器形成污泥循环回路；传感器为两个溶解 氧传感器分别放置在密封的计量瓶以及SBR反应器中，两个溶解氧传感器分 别连接两套数据采集装置。可以实现SOUR的在线检测，同时反馈。

具体的反应器设备：生活污水引至水箱，经过水泵提升，经进水管进入 SBR反应器。缺氧和厌氧的混合由搅拌器完成。而好氧的充氧是由鼓风机在流 量计调节流速下由微孔曝气头布气完成，反硝化所需碳源由加药泵投加，排 水通过排水阀完成。

计量系统包括密封的计量瓶，放在磁力搅拌器上，系统运行时，转子不 断搅拌使污泥始终处于悬浮状态，回流泵控制污泥循环的流量，使整个污泥 系统处于循环状态中。