CN102353417A

CN102353417A - 一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法

Info

Publication number: CN102353417A
Application number: CN2011102465438A
Authority: CN
Inventors: 崔延瑞; 李庆广; 吴青; 李璀; 马尧天
Original assignee: Henan Normal University
Current assignee: Henan Normal University
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2012-02-15
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: CN102353417B

Abstract

本发明公开一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法，其步骤为：在常温下，将待测生物活性炭和实验用水装入密闭反应器；然后用纯氧气从密闭反应器底部曝气，测定并记录密闭反应器排气装置处二氧化碳浓度，接着将密闭反应器中液体排空，保留生物活性炭，将另一组相同体积实验用水装入密闭反应器；用纯氮气从密闭反应器底部曝气，测定并记录密闭反应器排气装置处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在一段时间内的积分分别计算出某时间段内纯氧气和纯氮气曝气的二氧化碳产生量，通过差值计算得到生物活性炭生物降解有机物二氧化碳产生量，再计算出生物活性炭生物降解有机物量。本发明优点在于直接测定生物活性炭生物降解有机物量。

Description

一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法

技术领域

本发明涉及一种测定生物活性炭生物降解有机物量的技术领域，具体地讲，是指一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法。

背景技术

废水处理技术中的生物活性炭工艺可以高效去除有机物，也可以与其他工艺组合，取得较好的处理效果。生物活性炭去除废水中有机物是由微生物降解和活性炭吸附共同作用的，生物活性炭去除有机物过程中生物降解有机物量的准确测定是评价生物活性炭活性和认识生物活性炭去除有机物机理的关键，但是，由于一直没有找到生物活性炭生物降解有机物量的直接测定方法，现有技术主要依靠间接推测，间接推测的误差严重影响了对生物活性炭去除有机物机理的认识。生物活性炭去除有机物的机理研究处于瓶颈，制约了该工艺的应用和其他组合工艺的发展。

发明内容

生物降解有机物是利用微生物的生命活动，使废水中呈溶解态或胶体状态的有机污染物一部分合成新的原生质，用于微生物的增长，另一部分降解为二氧化碳、能量和水，从而使废水得到净化的一种处理方法。有机物转化过程可以用以下式表示。

由有机物转化过程可知，二氧化碳是有机物降解的一种产物，所以，利用二氧化碳的产生量，可以直接计算出微生物降解有机物的量，进而计算出单位体积生物活性炭能够生物降解有机物量。

本发明可以解决生物活性炭生物降解有机物量的直接测定问题，在给水处理和废水处理方面具有应用价值。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法，该方法有以下步骤：(1)在常温条件下，将待测生物活性炭和实验用水装入一个由带曝气装置、排气装置、进料口、排空口的密闭反应器；(2)采用稳定流量的纯氧气从密闭反应器底部曝气，通过一台能够记录即时浓度的二氧化碳测定记录仪测定并记录密闭反应器上部排气装置处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在一段时间内的积分计算出某时间段内纯氧气曝气二氧化碳的产生量；(3)将密闭反应器中液体排空，保留生物活性炭，将另一组相同体积实验用水的平行样品放入密闭反应器；(4)采用稳定流量的纯氮气从密闭反应器底部曝气，测定并记录密闭反应器上部排气装置处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在一段时间内的积分计算出某时间段内纯氮气曝气二氧化碳的产生量；(5)通过差值计算，得到生物活性炭生物降解有机物二氧化碳产生量，进而计算得到生物活性炭生物降解有机物量。

上述技术方案中，采用纯氧气曝气，消除了空气中二氧化碳的影响；采用纯氮气曝气，可以得到实验用水中溶存二氧化碳的量，通过差值计算消除该因素对测定结果的影响；能够记录即时浓度的二氧化碳测定记录仪，可以得到大量二氧化碳浓度数据；密闭反应器保证了所测定二氧化碳产生量是密闭反应器中微生物因呼吸作用释放的全部量；在接近真实运行情况下测定，消除了温度等因素对微生物活性的影响。所以，通过供气量和二氧化碳浓度的乘积在测定时间段内的积分计算，可以获得某段时间内生物活性炭生物降解有机物量。

本发明通过测定有机物转化过程中有机物降解所产生的二氧化碳产生量，解决了生物活性炭生物降解有机物量的直接测定问题。

本发明具有以下显著特点：

1、能够实现对生物活性炭生物降解有机物量的直接测定。

2、可以消除活性炭吸附的气体对生物活性炭生物降解有机物量的测定结果的影响。

本发明采用的装置简单，原理可靠，数据准确，可以大量运用在生物活性炭工艺中生物活性炭生物降解量的直接测定中。

附图说明

图1是本发明实施例中所采用装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明采用一种测定好氧微生物降解有机物二氧化碳产生量的装置，来实现该技术方案，该装置具体使用方法是：在常温条件下，将待测生物活性炭和实验用水一起放入密闭反应器1，待测生物活性炭和实验用水放入密闭反应器1的量不超过密闭反应器1容积的三分之二。采用稳定流量的纯氧气从密闭反应器1底部通过曝气装置4曝气，通过二氧化碳测定记录仪2测定并记录密闭反应器1上部排气装置12处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在测定时间长度内的积分计算某时间段内二氧化碳产生量，纯氧气曝气某时间段内二氧化产生量计算方法见(1)式。

W_{O} = {&Integral;}_{t_{1}}^{t_{2}} Q_{O} C_{t} - - - (1)

W_O：纯氧气曝气某时间段内二氧化碳的产生量(mg)

t₁：测定装置开始运行时刻

t₂：测定装置结束运行时刻

Q_O：纯氧气曝气流量(L/s)

C_t：某时刻二氧化碳浓度(mg/L)

然后，将密闭反应器1中液体排空，保留生物活性炭，将另一组相同体积实验用水的平行样品放入密闭反应器1。

采用纯氮气曝气，与纯氧气曝气流量保持一致，从密闭反应器1底部通过曝气装置4曝气，通过二氧化碳测定记录仪2测定并记录密闭反应器1上部排气装置12处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在测定时间长度内的积分计算某时间段内二氧化碳产生量，纯氮气曝气某时间段内二氧化产生量计算方法见(2)式。

W_{N} = {&Integral;}_{t_{1}}^{t_{2}} Q_{N} C_{t} - - - (2)

W_N：纯氮气曝气某时间段内二氧化碳的产生量(mg)

Q_N：纯氮气曝气流量(L/s)

待测生物活性炭和实验用水在某时间段内降解有机物二氧化碳产生量可以利用(3)式求得。

W_B＝W_O-W_N (3)

W_B：某时间段内活性污泥降解有机物二氧化碳产生量(mg)

单位体积生物活性炭中降解有机物量可以通过(4)式求得。

S = \frac{W_{B}}{V_{BAC}} - - - (4)

S：单位体积生物活性炭生物降解有机物量(mg/L)

V_BAC：生物活性炭体积(L)

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种直接测定生物活性炭生物降解有机物量的方法，该方法有以下步骤：(1)在常温条件下，将待测生物活性炭和实验用水装入一个由带曝气装置、排气装置、进料口、排空口的密闭反应器；(2)采用稳定流量的纯氧气从密闭反应器底部曝气，通过一台能够记录即时浓度的二氧化碳测定记录仪测定并记录密闭反应器上部排气装置处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在一段时间内的积分计算出某时间段内纯氧气曝气的二氧化碳产生量；(3)将密闭反应器中液体排空，保留生物活性炭，将另一组相同体积实验用水的平行样品放入密闭反应器；(4)采用稳定流量的纯氮气从密闭反应器底部曝气，测定并记录密闭反应器上部排气装置处二氧化碳浓度，利用供气量和二氧化碳浓度乘积在一段时间内的积分计算出某时间段内纯氮气曝气的二氧化碳产生量；(5)通过差值计算，得到生物活性炭生物降解有机物二氧化碳产生量，进而计算得到生物活性炭生物降解有机物量。