[发明专利]一种活性污泥沉降浓缩综合性能测定装置及测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于污水处理系统中的活性污泥沉降浓缩综合性能测定装置及 测定方法，属于污水处理领域。

背景技术

活性污泥法是城镇污水生物处理中最传统和重要的方法，污水处理过程的生产环 境条件多变且恶劣(比如进水水质的变化、气候的变化、微生物种群的变化等)，其处 理效果易受外界环境的干扰和影响，导致污水处理不能正常的进行。比如活性污泥的 沉降浓缩性能会受到雨季污水组成变化的影响，这主要是因为污泥中离子强度的变化 引起的，一旦二沉池中的污泥沉降浓缩性能发生改变，有可能就会导致二沉池中的泥 层变化和底部回流污泥浓度的变化，最终的结果是会影响出水的SS(悬浮物浓度)值 和曝气池生物量的变化，因此活性污泥的沉降浓缩性能是反应活性污泥物理状态的一 个非常重要的综合指标。然而，由于实时在线检测方法的限制，一般污水处理厂污泥 沉降性能特征的确定往往通过批沉降实验获得，但是这种方法耗时长，而且一天监测 一次，不能实时的反映活性污泥特性的变化。因此为了连续地获得二沉池中活性污泥 的沉降浓缩特征和浓度的变化，就需要一个简便的污泥沉降浓缩综合性能的自动分析 系统，这对于污水处理厂的运行优化有重要的意义。

现有的污水处理厂通常采用人工方法通过批次沉降实验求得污泥容积指数SVI、 成层沉降速率V_ZS的值，一方面此方法存在着人为操作和读数的误差，而且一天监测一 次，不能实时的反映活性污泥特性的变化；另一方面监测的指标偏少并不能真实的很 好的反应活性污泥的状态。目前并无活性污泥的沉降浓缩综合性能测定技术和装置。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实时、自动测定活性污泥的沉降浓 缩综合性能的活性污泥沉降浓缩综合性能测定装置及测定方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种活性污泥沉降浓缩综合性能测 定装置，其特征在于：它包括一沉降柱，所述沉降柱包括一上层腔室和一下层腔室， 在所述上层腔室的底部设置一排水管，在所述下层腔室中设置一抽水泵，所述抽水泵 的进口与一贯穿所述下层腔室的侧壁的取样管连接，所述抽水泵的出口与一伸入所述 上层腔室的管路连接；在所述下层腔室中设置一曝气器，所述曝气器通过一伸入所述 上层腔室的气管连接一曝气头；在所述上层腔室的顶部设置一超声波信号发射传感器 和一超声波信号接收传感器，在所述上层腔室的中部设置一红外光发射传感器和一红 外光检测器。

还包括一带有数据采集卡的微型计算机，所述数据采集卡分别与所述超声波信号 发射传感器、超声波信号接收传感器、红外光发射传感器、红外光检测器电连接。

在所述取样管和排水管上分别设置一阀门。

所述沉降柱的材质为有机玻璃。

一种活性污泥沉降浓缩综合性能测定方法，包括以下步骤：

1)将取样管与曝气池的末端或二沉池的前端连接；

2)利用抽水泵将一定量的污泥混合液泵入沉降柱的上层腔室中；

3)启动曝气器，对所取的样品混合液进行曝气，使样品混合液混匀；

4)控制红外光发射传感器向样品混合液发射红外光，并实时采集及记录红外光检 测器测得的样品混合液的污泥浓度值MLSS；与此同时，控制超声波信号发射传感器 向样品混合液持续发射超声波，利用超声波信号接收传感器对经过污泥上表面反射回 来的超声波信号进行接收，并记录发射与接收信号的时间间隔Δt，由下式求得不同时 刻的污泥层高度：

H＝H₀-h＝H₀-1/2cΔt

式中，H表示污泥层高度；H₀表示沉降柱中液面的高度；h表示沉降柱中的液面 到污泥上表面的距离；c表示超声波的传播速度；Δt表示超声波信号从发射到被接收 的时间；

上述数据采集过程持续90min，每隔10s采集并计算出一个污泥层高度和污泥浓 度值；

5)将步骤4)所获得的数据处理成污泥沉降曲线；

6)计算用于表征污泥沉降浓缩综合性能的关键参数。

所述步骤6)中关键参数的计算方法如下：

①污泥容积指数SVI值：数据采集卡采集到的沉降30min后的污泥层高度以SV₃₀表 示，结合第一次采集到的污泥浓度值MLSS₁以及沉降柱的体积Q，计算得到污泥容积 指数SVI值：