CN106115909B - 化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及厌氧反应装置 - Google Patents

化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及厌氧反应装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及使用的厌氧反应装置。所述的该厌氧反应装置包括厌氧反应容器、振荡器、气体收集容器和承载容器，所述的厌氧反应容器置于振荡器上，所述的气体收集容器和承载容器中均盛满液体，且气体收集容器呈开口朝下的状态置于所述的承载容器中，此时的气体收集容器处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器和气体收集容器之间通过管路连通。所述的判定方法通过模拟厌氧环境，在厌氧反应装置中设置相同的厌氧泥量、污水水质水量、外在环境下添加等同生产排放浓度的化学药剂(并做空白)进行测试，通过与空白比较测试后CODcr去除率、产气量以判定化学药剂对厌氧菌是否有毒性。

Description

化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行 的判定方法及厌氧反应装置
技术领域
本发明涉及化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及厌氧反应装置，属于污水处理领域。
背景技术
随着国家对食品质量要求的日趋严格，食品生产企业为满足质量要求会在生产过程中使用各式各样的化学药剂，而使用的化学药剂很大一部分终究会随污水排入污水处理系统中。现有常规的污水处理系统按对污水处理的流程包括调节系统、污水厌氧处理系统和污水好氧处理系统。对于这些随污水进入污水厌氧处理系统中的化学药剂，很多会影响污水厌氧处理系统中厌氧菌的活性，从而影响污水厌氧处理系统的正常运行。但目前尚未见有判定化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的方法的相关报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及厌氧反应装置。该方法可以判断新化学药剂的使用对污水厌氧处理系统中的厌氧菌是否有毒性，便于指导新化学药剂在生产过程中的使用。
本发明所述的化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法，包括以下步骤：
1)根据试验需要准备相应套数的厌氧反应装置，所述的厌氧反应装置包括厌氧反应容器、振荡器、气体收集容器和承载容器，所述的厌氧反应容器置于振荡器上，所述的气体收集容器和承载容器中均盛满液体，且气体收集容器呈开口朝下的状态置于所述的承载容器中，此时的气体收集容器处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器和气体收集容器之间通过管路连通；
2)根据下述公式(1)计算将要投入生产使用的化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度C：
Figure BDA0001028399560000011
其中，C表示该化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度，ppm；
C排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放浓度，ppm；
Q排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放量，m3；
t排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放时间，h；
Q总表示该化学药剂在投入生产前污水厌氧处理系统每天处理的污水总量，m3；
Q存表示该化学药剂在投入生产前污水处理系统中的调节系统正常存水量，m3；
3)按C、2C的浓度配制化学药剂与进入污水厌氧处理系统前的污水的混合溶液，取配制好的C、2C浓度的化学药剂药液各x mL分别置于两套厌氧反应装置的厌氧反应容器中；同时做2个空白试验；分别在上述各厌氧反应容器中添加污水厌氧处理系统中的污泥与污水的混合液y mL，混合均匀；其中，添加的污水厌氧处理系统中的污泥的体积为y1mL，添加的污水的体积y2mL，本步骤中，所有用到的污泥和污水均取自厌氧处理系统中的同一个厌氧池，所述x、y、y1和y2的值按下述公式(2)至(5)计算：
x+y＝V反应器 (2)
Figure BDA0001028399560000021
y1+y2＝y (4)
y1＝y*f (5)
其中，V反应器表示厌氧反应装置中厌氧反应容器的有效容积，mL，
Q实际表示所取的污泥所在的厌氧池每天处理的污水总量，m3；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
f表示所取的污泥所在的厌氧池在充分搅拌下泥水混合液沉淀30min污泥的沉降比值；
4)取其中一个空白试验中厌氧反应容器中的上清液测定CODcr值，记为测试起始CODcr值浓度A起，单位为mg/L；记录其余各套厌氧反应装置中各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试起始气体体积B起，单位为mL；
5)启动各套厌氧反应装置中的振荡器，设置振荡频率一致，振荡一定时间后记录各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试结束气体体积B结，单位为mL；同时抽取各厌氧反应容器中的上清液测试CODcr值，记为测试结束CODcr值浓度A结，单位为mg/L；其中，振荡的时间以g表示，代表含有该化学药剂的污水进入所取污泥所在的厌氧池中的水力停留时间，按下述公式(6)计算：
Figure BDA0001028399560000022
其中，g表示振荡的时间，h；
Q进水流量表示所取的污泥所在的厌氧池的进水流量，m3/h；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
6)按下述表1所示记录、计算结果，再根据下述判定条件判断该化学药剂投入生产是否会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
表1：
Figure BDA0001028399560000031
当同时满足下述条件1和条件2时，判定该化学试剂投入生产使用后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行，否则，判定该化学试剂投入生产使用后会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
条件1：b1、b2和b3均＞0；
条件2：A1、A2和A3均为正值，且|a差1|和|a差2|均＜e；其中，e按下述公式(7)计算：
Figure BDA0001028399560000032
其中，W设计处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr设计处理负荷，t/d；
W实际处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr实际处理负荷，t/d；
Q实际处理水量表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的实际处理水量，m3/d；
A原水CODcr值表示原水的CODcr值，mg/L。
在使用上述方法进行判定时，当同时满足下述条件1和条件2时，说明新化学试剂的残留对污水厌氧处理系统中厌氧菌活性的影响不大，从而判定该化学试剂投入生产使用后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行；否则判定为会影响污水厌氧处理系统的正常运行。
当企业的污水厌氧处理系统仅含有一个厌氧池时，上述判定方法的结果即为最终结果。但当企业的污水厌氧处理系统含有两个以上的厌氧池时，需要按上述方法对每个厌氧池的影响做判定，仅当所有厌氧池的结果均为可以正常运行时，才说明化学药剂投入生产使用后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行。
上述判定方法步骤1)中使用的厌氧反应装置，其中的厌氧反应容器优选为带塞抽滤瓶。
上述判定方法步骤1)中使用的厌氧反应装置，其中的气体收集容器优选为满刻度量筒。
上述判定方法步骤1)中使用的厌氧反应装置，其中的承载容器优选为容积大于气体收集容器的烧杯。
上述判定方法步骤5)中，振荡频率通常设置为30-50Hz。
本发明还提供使用上述方法判定化学药剂投入生产使用时是否影响污水厌氧处理系统正常运行时应用的厌氧反应装置，该厌氧反应装置包括厌氧反应容器、振荡器、气体收集容器和承载容器，所述的气体收集容器和承载容器中均盛满液体，且气体收集容器呈开口朝下的状态置于所述的承载容器中，此时的气体收集容器处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器和气体收集容器之间通过管路连通。
上述厌氧反应装置中，从成本及设备结构简单角度考虑，所述的厌氧反应容器优选为带塞抽滤瓶，所述的气体收集容器优选为满刻度量筒，所述的承载容器优选为容积大于气体收集容器的烧杯。
与现有技术相比，本发明提供了一种化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法及使用的厌氧反应装置，通过该方法可以在该化学药剂正式投入生产使用前就其对污水厌氧处理系统中厌氧菌的毒性进行测试，从而快速判断该化学药剂是否可投入生产使用，避免大量投入使用后其对厌氧菌产生不利影响的情况发生，保证污水厌氧处理系统正常运行，在生产过程中起到指导作用。
附图说明
图1为本发明所述判定方法中使用的厌氧反应装置的一种实施方式的结构示意图。
图中标号为：
1 振荡器；2 厌氧反应容器；3 橡胶管；4 气体收集容器；5 承载容器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详述,以更好地理解本发明的内容,但本发明并不限于以下实施例。
实施例1：厌氧反应装置的结构
本发明所述的厌氧反应装置包括厌氧反应容器2、振荡器1、气体收集容器4和承载容器5，所述的厌氧反应容器2置于振荡器1上，当开启振荡器1时，所述的厌氧反应容器2及其中的液体会随之振荡；所述的气体收集容器4和承载容器5中均盛满液体，且气体收集容器4呈开口朝下的状态置于所述的承载容器5中，此时的气体收集容器4处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器2和气体收集容器4之间通过橡胶管3连通。具体地，在图1所示的实施方式中，所述的厌氧反应容器2为带塞抽滤瓶，所述的气体收集容器4为满刻度量筒，所述的承载容器5为容积大于气体收集容器4的烧杯，所述的液体为水。
实施例2：判定化学药剂投入生产使用是否会影响污水厌氧处理系统正常运行的方法
本发明所述的一种化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法，包括以下步骤：
1)根据试验需要准备相应套数(本实施方式中为四套，其中两套用于空白试验，其余两套分别用于做浓度为C和2C(即2倍的浓度C)的化学药剂浓度的试验)的厌氧反应装置，所述的厌氧反应装置包括厌氧反应容器、振荡器、气体收集容器和承载容器，所述的厌氧反应容器置于振荡器上，当开启振荡器时，所述的厌氧反应容器及其中的液体会随之振荡；所述的气体收集容器和承载容器中均盛满液体，且气体收集容器呈开口朝下的状态置于所述的承载容器中，此时的气体收集容器处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器和气体收集容器之间通过管路连通；
2)根据下述公式(1)计算将要投入生产使用的化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度C：
Figure BDA0001028399560000051
其中，C表示该化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度，ppm；
C排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放浓度，ppm；
Q排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放量，m3；
t排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放时间，h；
Q总表示该化学药剂在投入生产前污水厌氧处理系统每天处理的污水总量，m3；
Q存表示该化学药剂在投入生产前污水处理系统中的调节系统正常存水量，m3；
3)按C、2C的浓度配制化学药剂与进入污水厌氧处理系统前的污水的混合溶液，取配制好的C、2C浓度的化学药剂药液各x mL分别置于两套厌氧反应装置的厌氧反应容器中；同时做2个空白试验；分别在上述各厌氧反应容器中添加污水厌氧处理系统中的污泥与污水的混合液y mL，混合均匀；其中，添加的污水厌氧处理系统中的污泥的体积为y1mL，添加的污水的体积y2mL，本步骤中，所有用到的污泥和污水均取自厌氧处理系统中的同一个厌氧池，所述x、y、y1和y2的值按下述公式(2)至(5)计算：
x+y＝V反应器 (2)
Figure BDA0001028399560000052
y1+y2＝y (4)
y1＝y*f (5)
其中，V反应器表示厌氧反应装置中厌氧反应容器的有效容积，mL，
Q实际表示所取的污泥所在的厌氧池每天处理的污水总量，m3；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
f表示所取的污泥所在的厌氧池在充分搅拌下泥水混合液沉淀30min污泥的沉降比值；
4)取其中一个空白试验中厌氧反应容器中的上清液测定CODcr值，记为测试起始CODcr值浓度A起，单位为mg/L；记录其余各套厌氧反应装置中各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试起始气体体积B起，单位为mL；
5)启动各套厌氧反应装置中的振荡器，设置振荡频率一致，振荡一定时间后记录各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试结束气体体积B结，单位为mL；同时抽取各厌氧反应容器中的上清液测试CODcr值，记为测试结束CODcr值浓度A结，单位为mg/L；其中，振荡的时间以g表示，代表含有该化学药剂的污水进入所取污泥所在的厌氧池中的水力停留时间，按下述公式(6)计算：
Figure BDA0001028399560000061
其中，g表示振荡的时间，h；
Q进水流量表示所取的污泥所在的厌氧池的进水流量，m3/h；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
6)按下述表1所示记录、计算结果，再根据下述判定条件判断该化学药剂投入生产是否会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
表1：
Figure BDA0001028399560000062
当同时满足下述条件1和条件2时，判定该化学试剂投入生产使用后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行，否则，判定该化学试剂投入生产使用后会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
条件1：b1、b2和b3均＞0；
条件2：A1、A2和A3均为正值，且|a差1|和|a差2|均＜e；其中，e按下述公式(7)计算：
Figure BDA0001028399560000071
其中，W设计处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr设计处理负荷，t/d；
W实际处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr实际处理负荷，t/d；
Q实际处理水量表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的实际处理水量，m3/d；
A原水CODcr值表示原水的CODcr值，mg/L。
实施例3：以申请人A地生产基地为例，采用实施例1所述装置和实施例2所述方法对一种新化学试剂使用的判定
A地生产基地中，污水厌氧处理系统中仅含有一个厌氧池，该污水厌氧处理系统的C排为20000ppm，Q排为5m3，t排为8h，Q总为5000m3，Q存为2000m3；厌氧池的Q实际为5000m3，V有效为3300m3，Q进水流量为200m3/h，f为0.6。好氧池的W设计处理负荷为2.4t/d，W实际处理负荷为1.75t/d，Q实际处理水量＝5000m3/d，A原水CODcr值为2000mg/l。
实施例1所述装置中，厌氧反应容器的容积V反应器为1000mL。
1)确定将要投入生产使用的新化学试剂为：H类酸性清洗剂；
2)根据公式(1)计算将要投入生产使用的化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度C为27.27ppm(实际试验中取30ppm)；
3)按公式(2)至(5)计算x、y、y1和y2的值，将配制好的C、2C浓度的化学药剂药液各xmL分别置于两套厌氧反应装置的厌氧反应容器中；同时做2个空白试验；
4)取其中一个空白试验中厌氧反应容器中的上清液测定CODcr值，记为测试起始CODcr值浓度A起，单位为mg/L；记录其余各套厌氧反应装置中各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试起始气体体积B起，单位为mL；
5)按公式(6)计算振荡时间g，启动各套厌氧反应装置中的振荡器，设置各套厌氧反应装置中的振荡频率为50Hz，振荡g h后记录各套厌氧反应装置中的各气体收集容器中气体体积刻度，记为测试结束气体体积B结；同时抽取各厌氧反应容器中的上清液测试CODcr值，记为测试结束CODcr值浓度A结；各项参数记录计算于下述表2中：
表2：
Figure BDA0001028399560000072
Figure BDA0001028399560000081
6)按公式(7)计算e＝6.5％，根据上述表2中的数据，由于b1、b2和b3均＞0；且A1、A2和A3均为正值，同时|a差1|和|a差2|均＜e，因此，判定新化学试剂H类酸性清洗剂在投入生产使用按C排为200000ppm、Q排为5m3、t排为8h的排放标准进入污水厌氧处理系统后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行。

Claims (5)

1.化学药剂投入生产使用是否影响污水厌氧处理系统正常运行的判定方法，包括以下步骤：
1)根据试验需要准备相应套数的厌氧反应装置，所述的厌氧反应装置包括厌氧反应容器(2)、振荡器(1)、气体收集容器(4)和承载容器(5)，所述的厌氧反应容器(2)置于振荡器(1)上，所述的气体收集容器(4)和承载容器(5)中均盛满液体，且气体收集容器(4)呈开口朝下的状态置于所述的承载容器(5)中，此时的气体收集容器(4)处于液体密封状态，所述的厌氧反应容器(2)和气体收集容器(4)之间通过管路连通；
2)根据下述公式(1)计算将要投入生产使用的化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度C：
Figure FDA0003545194130000011
其中，C表示该化学药剂在投入生产后其进入污水厌氧处理系统的理论浓度，ppm；
C排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放浓度，ppm；
Q排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放量，m3；
t排表示该化学药剂在投入生产后的设计排放时间，h；
Q总表示该化学药剂在投入生产前污水厌氧处理系统每天处理的污水总量，m3；
Q存表示该化学药剂在投入生产前污水处理系统中的调节系统正常存水量，m3；
3)按C、2C的浓度配制化学药剂与进入污水厌氧处理系统前的污水的混合溶液，取配制好的C、2C浓度的化学药剂药液各x mL分别置于两套厌氧反应装置的厌氧反应容器(2)中；同时做2个空白试验；分别在上述各厌氧反应容器(2)中添加污水厌氧处理系统中的污泥与污水的混合液y mL，混合均匀；其中，添加的污水厌氧处理系统中的污泥的体积为y1 mL，添加的污水的体积y2 mL，本步骤中，所有用到的污泥和污水均取自厌氧处理系统中的同一个厌氧池，所述x、y、y1和y2的值按下述公式(2)至(5)计算：
x+y＝V反应器 (2)
Figure FDA0003545194130000012
y1+y2＝y (4)
y1＝y*f (5)
其中，V反应器表示厌氧反应装置中厌氧反应容器(2)的有效容积，mL，
Q实际表示所取的污泥所在的厌氧池每天处理的污水总量，m3；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
f表示所取的污泥所在的厌氧池在充分搅拌下泥水混合液沉淀30min污泥的沉降比值；
4)取其中一个空白试验中厌氧反应容器(2)中的上清液测定CODcr值，记为测试起始CODcr值浓度A起，单位为mg/L；记录其余各套厌氧反应装置中各气体收集容器(4)中气体体积刻度，记为测试起始气体体积B起，单位为mL；
5)启动各套厌氧反应装置中的振荡器(1)，设置振荡频率一致，振荡一定时间后记录各气体收集容器(4)中气体体积刻度，记为测试结束气体体积B结，单位为mL；同时抽取各厌氧反应容器(2)中的上清液测试CODcr值，记为测试结束CODcr值浓度A结，单位为mg/L；其中，振荡的时间以g表示，代表含有该化学药剂的污水进入所取污泥所在的厌氧池中的水力停留时间，按下述公式(6)计算：
Figure FDA0003545194130000022
其中，g表示振荡的时间，h；
Q进水流量表示所取的污泥所在的厌氧池的进水流量，m3/h；
V有效表示所取的污泥所在的厌氧池的有效容积，m3；
6)按下述表1所示记录、计算结果，再根据下述判定条件判断该化学药剂投入生产是否会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
表1：
Figure FDA0003545194130000021
当同时满足下述条件1和条件2时，判定该化学药剂 投入生产使用后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行，否则，判定该化学药剂 投入生产使用后会影响污水厌氧处理系统的正常运行：
条件1：b1、b2和b3均＞0；
条件2：A1、A2和A3均为正值，且|a差1|和|a差2|均＜e；其中，e按下述公式(7)计算：
Figure FDA0003545194130000031
其中，W设计处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr设计处理负荷，t/d；
W实际处理负荷表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的CODcr实际处理负荷，t/d；
Q实际处理水量表示该化学药剂在投入生产前污水好氧处理系统每天的实际处理水量，m3/d；
A原水CODcr值表示原水的CODcr值，mg/L。
2.根据权利要求1所述的判定方法，其特征在于：当污水厌氧处理系统含有两个以上的厌氧池时，需要针对每个厌氧池的影响做判定，仅当所有厌氧池的结果均为可以正常运行时，才说明化学药剂投入生产后不会影响污水厌氧处理系统的正常运行。
3.根据权利要求1或2所述的判定方法，其特征在于：步骤1)中，所述的厌氧反应容器(2)为带塞抽滤瓶。
4.根据权利要求1或2所述的判定方法，其特征在于：步骤1)中，所述的气体收集容器(4)为满刻度量筒。
5.根据权利要求1或2所述的判定方法，其特征在于：步骤1)中，所述的承载容器(5)为容积大于气体收集容器(4)的烧杯。
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