CN102944658A - 一种基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法，包括下述步骤：S1、将活性污泥经污泥加入反应器中经清水清洗和配置至设定的污泥浓度和体系体积；S2、污水处理厂实际污水经预曝气处理后周期性加入反应器与活性污泥体系反应；S3、反应器中DO传感器采集获得呈周期性规律变化的体系DO特征曲线。本发明基于活性污泥反应体系溶解氧（DO）变化特征的分析技术开发而成，体系DO的变化将呈现出与正常污水进入时不同的趋势特征，这种变化趋势是活性污泥活性受到抑制的直观表现，两种情况下采集获得DO特征数据通过自定义的污泥活性抑制率公式进行计算分析，可快速准确地识别和评估污水的生物毒性程度。

Description

一种基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法

技术领域

本发明涉及污水监测的技术领域，特别涉及基于体系溶解氧浓度（即DO）的污水生物毒性分析方法。

背景技术

污水生物毒性监测技术有：（1）水生动植物急性毒性试验，包括鱼类毒性、水蚤类毒性、浮萍类、蚕豆根尖微核、藻类毒性等试验法；（2）微生物毒性试验，包括发光特性、呼吸抑制、酶活抑制等试验法。其中，微生物呼吸抑制试验由于其准确性与直观性等特点，现已被用来评价废水对活性污泥的毒性作用。当处理系统在遭受毒物冲击而导致污泥中毒时，污泥的氧呼吸速率突然下降常是最为灵敏的早期警报。

目前，基于微生物呼吸的污水毒性在线检测技术中，主要通过污泥中微生物的比呼吸速率的变化来分析与判断污泥系统的生物活性和污水处理能力。例如中国发明专利200910082957.4（公开号为CN 101556270A）公开了一种监测活性污泥系统动态比耗氧速率的装置，该发明是将密封计量瓶，放在磁力搅拌器上，通过回流泵和反应器形成污泥循环回路，该装置设计简洁，运行稳定和测量数据重现性好，通过直观的表述SOUR曲线，可以准确监控系统不同时刻的反应状态。虽然在线检测比耗氧速率比常规检测技术更加快速、直观与准确，但由于比耗氧速率需要根据体系溶解氧和污泥浓度数值通过公式的计算转化才可取得，而非仪表在线直接监测的数据，因此，其在实际操作与应用的过程中，具有数据模拟容易出现非相关性的情况，造成结果误差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，根据微生物呼吸的最直观表现为其所在反应体系的DO值发生变化，而且在恒定的反应条件下，微生物呼吸速率与体系DO变化呈反相关性的特征，提供一种基于活性污泥反应体系DO特征曲线分析的污水毒性分析方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明一种基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法，包括下述步骤：

S1、将活性污泥经污泥加入反应器中经清水清洗和配置至设定的污泥浓度和体系体积，进行恒定曝气和搅拌；

S2、污水处理厂实际污水经预曝气处理后周期性加入反应器与活性污泥体系反应，每周期注入定量污水，反应全过程进行恒温控制并提供恒定供风量和恒速搅拌；

S3、反应器中DO传感器采集获得呈周期性规律变化的体系DO特征曲线。

所述DO特征曲线包括下降区、稳定区、上升区和基线稳定区四个特征部分，其中下降区下降幅度△H_DO↓和反应周期时间T是最重要的特征分析数据，当周期性流加的污水性质稳定时，各周期的DO特征曲线保持高度一致，△H_DO↓和T非常接近，此时在线连续稳定获得在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓—抑制前}，而将具有生物毒性的污水按照相同流程注入主生化反应器后，之前这种体系DO曲线规律性特征被破坏，△H_DO↓明显减小，此时可在线获得当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓-抑制后}，分析仪中数据分析软件根据识别的正常污水注入时的△H_{DO↓-抑制前}和生物毒性污水注入时时的△△H_{DO↓-抑制后}通过自定义的污泥活性抑制率公式进行计算分析，当抑制率≥60%时认为该污水的生物毒性可对活性污泥活性造成强的抑制，分析仪将自动触发报警，所述污泥活性抑制率公式如下：

其中：△H_{DO↓—抑制前}表示在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度，

△H_{DO↓-抑制后}表示当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

本发明采用基于生化反应体系溶解氧浓度（DO）变化特征的分析技术开发而成，在带有生物毒性的污水进入检测装置时，生化反应体系DO的变化将呈现出与正常污水进入时不同的趋势特征，这种变化趋势是活性污泥活性受到抑制的直观表现，两种情况下采集获得DO特征数据通过自定义的污泥活性抑制率公式进行计算分析，可快速准确评估污水的生物毒性程度。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是反应体系DO特征曲线示意图；

图3是生物毒性污水进入后反应体系DO特征曲线变化示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实施例基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法如下污水处理厂曝气池或二沉池活性污泥经污泥泵进入反应器，先经清水清洗和配置至设定的污泥浓度和体系体积，活性污泥在反应器中得到恒定曝气和搅拌，实际污水经预曝气处理后重力流入主生化周期性加入到活性污泥体系中反应，每周期注入定量污水，反应全过程进行恒温控制并提供恒定供风量和恒速搅拌，DO传感器实时在线采集反应体系的DO数据，进行分析。

如图2和图3所示，本实施例中污水生物毒性分析方法如下，向反应器中周期性注入经预处理的定量污水处理厂实际污水，由于反应全过程均在恒定反应体系体积，恒定污泥浓度，恒定搅拌速率，恒定供风量，恒定污水周期投加量的运行条件下进行，DO传感器采集获得呈周期性规律变化趋势的体系DO特征曲线，特征曲线包括下降区、稳定区、上升区和基线稳定区四个特征部分，其中下降区下降幅度△H_DO↓和反应周期时间T是最重要的特征分析数据，当周期性流加的污水性质稳定时，各周期的DO特征曲线保持高度一致，△H_DO↓和T非常接近，此时在线连续稳定获得在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓-抑制前}，而将具有生物毒性的污水按照相同流程注入主生化反应器后，之前这种体系DO曲线规律性特征被破坏，△H_DO↓明显减小，说明耗氧量减小，污泥呼吸收到抑制，污泥活性受损，此时可在线获得当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓-抑制后}，分析仪中数据分析软件根据识别的正常污水注入时的△H_{DO↓-抑制前}和生物毒性污水注入时时的△H_{DO↓—抑制后}通过自定义的污泥活性抑制率公式进行计算分析，当抑制率≥60%时认为该污水的生物毒性可对活性污泥活性造成强的抑制，分析仪将自动触发报警。

定义的基于反应体系DO变化的污泥微生物活性抑制率公式为：

其中：△H_{DO↓—抑制前}表示在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度，

△H_{DO↓-抑制后}表示当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法，其特征在于，包括下述步骤：

S1、将活性污泥经污泥加入反应器中经清水清洗和配置至设定的污泥浓度和体系体积，进行恒定曝气和搅拌；

S2、污水处理厂实际污水经预曝气处理后周期性加入反应器与活性污泥体系反应，每周期注入定量污水，反应全过程进行恒温控制并提供恒定供风量和恒速搅拌；

S3、反应器中DO传感器采集获得呈周期性规律变化的体系DO特征曲线。

2.根据权利要求1所述的基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法，其特征在于，步骤S3具体为：向反应器中周期性注入经预处理的定量污水处理厂实际污水，在恒定反应体系体积，恒定污泥浓度，恒定搅拌速率，恒定供风量，恒定污水周期投加量的运行条件下，通过DO传感器采集获得呈周期性规律变化趋势的体系DO特征曲线。

3.根据权利要求1所述的基于体系溶解氧浓度的污水生物毒性分析方法，其特征在于，所述DO特征曲线包括下降区、稳定区、上升区和基线稳定区四个特征部分，其中下降区下降幅度△H_DO↓和反应周期时间T是最重要的特征分析数据，当周期性流加的污水性质稳定时，各周期的DO特征曲线保持高度一致，△H_DO↓和T非常接近，此时在线连续稳定获得在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓-抑制前}，而将具有生物毒性的污水按照相同流程注入主生化反应器后，之前这种体系DO曲线规律性特征被破坏，△H_DO↓明显减小，此时可在线获得当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度△H_{DO↓-抑制后}，分析仪中数据分析软件根据识别的正常污水注入时的△H_{DO↓-抑制前}和生物毒性污水注入时时的△△H_{DO↓—抑制后}通过自定义的污泥活性抑制率公式进行计算分析，当抑制率≥60%时认为该污水的生物毒性可对活性污泥活性造成强的抑制，分析仪将自动触发报警，所述污泥活性抑制率公式如下：

其中：△H_{DO↓-抑制前}表示在正常污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度，

△H_{DO↓—抑制后}表示当具生物毒性污水注入分析仪时DO特征曲线的下降区的DO下降幅度。

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