[发明专利]基于OUR的城市污水生物抑制性实时监控系统与方法

说明书

技术领域

本发明涉及含工业废水的城市污水处理领域，尤其是涉及基于OUR的城市污水生物抑制性实时监控系统与方法。

背景技术

当前，活性污泥法是城市污水处理领域中的主要工艺。大多数城市污水由生活污水和工业废水混合组成，其中工业废水成分复杂，可能存在对活性污泥有抑制性的有毒有害物质，如果其含量超过一定的程度(如事故排放或偷排)，就会对污水处理厂生物处理单元造成危害，使出水水质恶化，不能达标排放，情况严重时甚至引起大量微生物的死亡，给生物处理单元造成不可恢复性的破坏，需重新接种培养活性污泥，给污水处理厂运行管理造成极大的困难，造成极大的经济损失和环境污染事故。因此，城市污水生物抑制性实时监控设备的研究与开发有着重要的实际意义，可提前预警城市污水生物抑制性程度，提早采取相应的运行管理措施(如加大污泥回流量、增加尾水回流等浓度稀释或排入调节池延后处理等)，保证污水处理厂生物处理单元的正常运行及保证出水水质。

在污水处理厂运行过程中，通常只会对常规的综合性指标(BOD₅、COD等)进行监测，通过(BOD₅/COD)判断污水的可生化性(或生物抑制性)，单检测BOD₅就需要5天以上的时间，具有严重的滞后性，不能及时准确地为污水处理运行的调整提供依据。如果直接对污水中的有毒有害物质进行监测，监测项目多，成本高，有些项目耗时较长，同样难以及时准确地反映污水生物抑制性程度，并且目前还缺乏有毒有害物质对微生物抑制作用的综合评价体系，即有毒有害物质的种类、剂量等。

有毒有害物质对微生物的抑制性(毒性)可以从其生物速率、生物量等方面进行考察，目前的检测技术包括ATP发光、酶抑制和Microtox等毒性检测方法，这些方法的测试对象和测定条件与实际污水处理厂活性污泥系统完全不同，测试结果不能真实反映活性污泥中微生物的受抑制情况；也不能进行在线监测。

耗氧速率(又称为呼吸速率，OUR)是活性污泥微生物好氧利用有机物时的氧消耗速率，是表征活性污泥微生物活性的理论指标，即活性污泥OUR的变化情况就可反应微生物抑制性程度。在这一原理基础上开发的污水生物抑制性实时监控设备较少，已开发的设备存在系统复杂、需外加营养物质、响应时间长等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于OUR的城市污水生物抑制性实时监控系统与方法，该系统核心部分采用密闭盘管推流式生物反应器，实时监测其入口和出口的溶解氧即DO值，自动计算活性污泥OUR及其突变情况；设计曝气虹吸装置5及虹吸水位控制装置，稳定进出口DO值及运行工况；通过大量实验确定不同抑制程度的OUR突变率，自动计算的OUR突变率与预设值对比就可判断污水生物可抑制性程度；采用PLC控制系统，界面美观，操作简单，易于维护。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于OUR的城市污水生物抑制性实时监控系统，包括接通到污水供给系统1和污泥供给系统2的曝气虹吸装置5，曝气虹吸装置5由曝气槽5-1和虹吸槽5-2邻接组成，曝气槽5-1和虹吸槽5-2的底部平齐，槽壁相邻，曝气槽5-1的槽壁高于虹吸槽5-2的槽壁，曝气槽5-1接通污水供给系统1和污泥供给系统2，虹吸槽5-2通过虹吸管8接通到密闭盘管推流式生物反应器13的入口，DO检测系统包括DO1在线监测仪10和DO2在线监测仪16，DO1在线监测仪10的DO1电极探头9位于虹吸槽5-2中，DO2在线监测仪16的DO2电极探头15位于密闭盘管推流式生物反应器13的出口，DO1在线监测仪10和DO2在线监测仪16的信号输出端连接到PLC控制系统20，PLC控制系统20接有报警系统21。

其中，所述的曝气虹吸装置5也可以是一个整体槽，中间设置隔板将整体的槽隔成两部分，连接污水供给系统1和污泥供给系统2的部分为曝气槽5-1，另一部分即为虹吸槽5-2。

污水供给系统1与曝气虹吸装置5之间的连接管道上有污水泵3，污泥供给系统2与曝气虹吸装置5之间的连接管道上有污泥泵4，以分别对污水和污泥的供给进行控制。

所述曝气虹吸装置5底部配置有磁力搅拌器6，曝气槽5-1内底有曝气头12，曝气头12连接曝气机11，虹吸槽5-2内底有搅拌子7。

所述密闭盘管推流式生物反应器13的出口接三通管17，三通管17的另一个管口接通气管18，三通管7的第三个管口接排水管19，三通管17的这种连接，使得在此处形成虹吸水位控制装置。通过控制该虹吸水位控制装置即三通管17的高度，可调节虹吸状态。