[发明专利]污染物好氧生物降解呼吸测量方法及装置

摘要

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。

主权项

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随时间变化的速率与④利用公式Ri=QV[(C1‾)i-(C2‾)i]-(dC2dt)i]]>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；R_i-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。