CN106153841A - 耗氧速率的测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明根据耗氧速率的测量方法的基本原理设计了一种简易的测量装置，在耗氧速率的反应器中，活性污泥消耗氧气降解有机物产生二氧化碳。产生的二氧化碳接入氢氧化钠吸收瓶中被吸收，消耗掉的氧气通过一个氧气瓶供应。同时维持反应器中的空气成分比例，来模拟自然曝气中21%的氧含量。通过排水法测定氧气瓶中的氧气损失速度可测定系统的耗氧速率的。
Description
技术领域
本发明涉及污水治理过程中对耗氧速率的监测方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
在测定活性污泥数学模型（ASM1, ASM2, ASM3）中的动力学参数时，经常需要测量耗氧速率（OUR）；在鉴定废水中易降解和缓慢降解有机物的含量时，也需要测量OUR。
目前测量OUR的方法主要是分批实验法，包括有密闭间歇曝气和连续曝气2种方法，两者都是基于液相中氧气补充量和消耗量之间的质量平衡而求得OUR。
两者都有一定的不足，前者在于供氧量不足，反应器内的饱和溶解氧浓度一般不超过10mg/L，而进水中的COD浓度往往都在几十甚至上百毫克升，当溶解氧消耗低于2mg/L时，需要再曝气；如果降解速度较快，溶解氧被迅速耗尽，氧消耗所用的时间不易精确测量，而且由于溶解氧浓度的变化，会对微生物的耗氧速率产生影响，容易带来实验误差。
后者由于连续曝气，虽然解决了供氧不足的问题，但是需要估算氧传质速率常数KLA，再通过KLA(DO饱和－DO溶液)dt来计算供氧速率，KLA和DO溶液在反应器运行期间都不是一个稳定值，这容易给最终的计算结果带来误差。
本方法提出一个改进的简易OUR测量方法来弥补前述的不足。
发明内容
本方法直接测量消耗的氧气量。基于对反应器气相中氧质量的分析，可得出总质量平衡方程为： 。
式中：CG—气相中的氧浓度；VG—气相的体积；CG,in—进入系统气体的氧浓度；Fin—进入系统气体的流速；Fout—离开系统气体的流速；VL—液相的体积；KLaL—氧传质参数；C* L—饱和溶解氧浓度；CL—液相中的溶解氧浓度。
如果公式中的流入气体是纯氧(CG,in＝100%)，流出气体量为零（Fout＝0），气相中被消耗的氧气随时得到外部的补充，而产生的CO2及时被化学吸收，则气相气压恒定，C G 恒等于大气中的氧浓度，进而。公式可以进一步简化为：
。
如果在密闭反应器内及时将产生的CO2吸收，补充消耗掉的氧气，则反应器内的空气成分就不会改变，再通过循环曝气就可实现传统的空气连续曝气，此时测量氧气的供应量Fin，就可求出OUR。
本方法采用排水法，通过测量水的体积变化来替代直接的气体测量，可降低费用。
附图显示了OUR测量装置，图中1. 二氧化碳吸收瓶（NaOH溶液）；2.吸气泵；3.OUR反应器；4.气阀；5.水浴控温槽；6.氧气瓶；7.量筒；8.基质投加口。
显示了OUR测量装置，整个反应系统是密闭的，OUR反应器内的气相是空气，有机物降解产生的二氧化碳通过吸气泵循环被吸收在NaOH溶液中，吸收CO2后的空气再曝气到溶液中供氧，由于氧的消耗，反应器内压力下降，氧气瓶将向反应器供氧，量筒依次向氧气瓶供水以实现系统压力平衡，供氧量通过对量筒供水量的测量而获得，量筒的水位高于氧气瓶内水位20cm，以保持一定的正压，以避免反应器内的空气反混到氧气瓶中。
Claims (8)
1.一种测量耗氧速率的的简易装置，其特征在于：所述的装置包括二氧化碳吸收瓶（1）、吸气泵（2）、耗氧速率的反应器（3）、气阀（4）、水浴温控槽（5）、氧气瓶（6）、量筒（7）。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳吸收瓶，其特征在于：吸收瓶的容积是250ml，装有20%浓度NaOH吸收液150ml。
3.根据权利要求1所述的耗氧速率的反应器，其特征在于：反应器中的气相成分是空气。
4.根据权利要求1所述的耗氧速率的反应器，其特征在于：反应器中的溶液为人工配制，各种物质含量为淀粉和葡萄糖的加入量产生的COD分别为200mgCOD/L，溶液的总COD为400mg/L；营养物质为：NH4Cl 80mg/L, K2HPO4
40mg/L，MgSO4·7H2O 40mg/L，CaCl2·2H2O 40mg/L；微量元素含量为FeCl3·6H2O 0.5mg/L，H3BO3 0.1mg/L，CuSO4·5H2O 0.02mg/L，KI 0.02mg/L，MnCl2·4H2O 0.04mg/L， Na2MoO4·2H2O 0.04mg/L，ZnSO4·7H2O 0.04mg/L，CoCl2·6H2O 0.05mg/L；加入20mg/L 的丙烯基硫脲以抑制硝化反应对氧的利用。
5.根据权利要求1所述的耗氧速率的反应器，其特征在于：反应器中的活性污泥取自污水处理厂，用人工配制溶液在一SBR反应器中好氧驯化10d，驯化期间泥龄控制在5d，每12h运行1个周期，污泥使用前在无外加碳源情况下曝气4h，以消耗掉污泥中的储存营养物质，然后用蒸馏水反复洗涤过滤3次，洗去残余的溶解COD，最后获得COD（非溶解性）浓度为1000mgCOD/L活性污泥。
6.根据权利要求1所述的水浴温控槽，其特征在于：水温控制在20℃。
7.根据权利要求1所述的氧气瓶，其特征在于：有效容积是3升。
8.根据权利要求1所述的量筒，其特征在于：容积是100ml，最小刻度1ml。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111521605A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-11 | 上海尚析环保设备有限公司 | 一种测定气相臭氧浓度的简易装置和方法 |
| CN114653327A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-06-24 | 昆明理工大学 | 一种提高耗氧体系氧传质的方法 |
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李冰等: "耗氧速率(OUR)测定方法的实验研究", 《中国海洋大学学报》 * |
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