CN1089729C - 监视废水中生物活性并控制废水处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

监视废水中生物活性并控制废水处理的方法和装置。该方法包括：从废水中原地分离废水样品；检测样品中微生物活性转变而引起的NADH变化；对照NADH随时间的变化以确定所选择的样品性质的状态。该装置包括：与探针相连的分析仪；控制器；带废水出口的取样箱；开/关出口用的盖子；取样箱中的废水分配器；检测端位于取样箱内的探针。采用本发明的方法和装置，可实时监视废水中生物活性并根据监视结果控制废水处理过程。

Description

监视废水中生物活性并控制废水处理的方法和装置

本发明涉及监视废水中生物活性并控制废水处理的装置和方法，更具体地说，涉及实时监视废水处理过程中活性污泥中微生物代谢活性的装置和方法，并利用监视结果控制处理过程的操作。

各种生物养分移除法(BNR)在废水处理厂(WWTP′S)中广泛用来帮助降解污染物。在典型BNR过程中，废水中的污染物，如碳源(以生化需氧量或BOD为单位)、氨、硝酸盐、磷酸盐等，由活性污泥在厌氧、缺氧及好氧条件下将其分解，在此技术中亦为人所知。在缺氧条件下，经过或未经过预先沉降步骤的废水与回流的活性污泥(RAS)混合，在下文中有时称为“混合液体”，将在以下讨论。

大部分废水处理厂的BNR过程会设计一个或多个缺氧步骤。在缺氧条件下，脱氮菌即能够进行脱氮作用的微生物菌种，在脱氮过程中可利用硝酸盐和/或亚硝酸盐为电子受体，并消耗部分可得的碳源。硝酸盐通常可通过将一定体积的废水在好氧步骤的最后循环回缺氧步骤的起始处而供给。

BNR过程典型地使用一个或多个好氧步骤。在好氧步骤中，供给含有约20％氧的空气或纯氧以维持所需溶解氧水平。自养硝化细菌即能以氨为能源的微生物菌种，可在好氧条件下将氨转化为亚硝酸盐及硝酸盐。废水中的聚-P微生物菌种可从水相摄取磷酸盐并消化胞内贮存的PHB与PHV产物使其转化为多聚磷酸盐，其为一种贮存能量的化合物。因此补充了聚-P微生物菌种贮存的多聚磷酸盐并移除水相中的磷。随后以此技术中熟知的污泥耗置法移除系统中的磷。在好氧条件下，废水中的碳源进一步由好氧生物分解。

然而，在使处理过程最有效率的厌氧、缺氧和/或好氧步骤中，提供监视废水处理系统中生物活性的装置及方法已为一个难题。提供实时监视废水净化的装置及方法，以适当控制废水处理过程中厌氧、缺氧和/或好氧步骤，尤其是对工艺条件的过渡及其他改变，也是一个难题。

MacBride等在美国专利4,577,110中公开了一种借助材料的荧光检测该材料性质的改进装置和方法。采用一种独特的设计，其中，为照射光和发出的荧光提供了共用的视野。在一优选形式中，它们是同轴的。这就能使该装置置于探针之中，可将该探针直接插入含有待分析材料的容器中。对该装置进行了特别设计，使其能耐受蒸汽灭菌、能在生物过程中无菌操作、能在更长的时间内保持高的稳定性和灵敏度。需注意的是，该专利中监视和检测的是水整体中的荧光量。

Kodera等在美国专利4,427,772中公开了一种测定水溶液中过氧化氢浓度的装置，其特征在于(A)采样系统，(B)反应系统，(C)氧浓度测定系统，(D)自动校准系统和(E)时顺电路系统。一个测定循环由三个操作步骤组成。在第一个步骤中，建立零点调节和间距调整，以正确校准氧检测器的灵敏度，把空气饱和了的水或新鲜样品用作标准物。在第二个步骤中，将样品引入并用过氧化氢分解剂分解样品中的过氧化氢。然后用氧检测器测定样品中溶解氧的浓度。在第三个步骤中，排放出使用过的样品后，用新鲜水或新鲜样品洗涤反应器。在时顺电路系统的控制下，在预定时间间隔内重复进行测定。优选的是，将氧探针用作氧检测器并将过氧化氢酶溶液用作过氧化氢分解剂。

本发明的一个目的是提供一种实时监视废水处理中生物活性并控制废水处理过程的方法。采用本发明的方法，能够在厌氧、缺氧和好氧条件下实时监视废水中生物活性并根据监视结果控制废水处理过程。

本发明的另一目的是提供一种实时监视废水处理过程中生物活性并控制废水处理过程的装置。采用该装置能有效实施本发明的方法。

根据本发明的一个实施方案，通过测量微生物胞内烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(下文有时称为NAD(P)H)的变化，装置可于厌氧、缺氧及好氧条件下监视并控制混合液体的生物活性。NAD⁺为MAD(P)H的氧化型。当微生物代谢活性改变时微生物内NAD(P)H/(NAD⁺+NAD(P)H)的比率会发生变化。NAD(P)H荧光(下文有时称为“NADH”)的相应变化由诸如实时在线电脑数据采集系统这样的监视系统检测并记录，该系统可分析这种变化并评定混合液体中的生物活性。监视系统随后确定废水系统所需操作参数的改变以使BNR过程的效能最佳化。

在此实施方案的方法中，将混合液体的样品从生物反应槽原地分离至由此过程中NADH检测器监视的反应室中。搅拌样品使微生物均匀悬浮于废水中，并用监视系统记录并分析好氧、缺氧和/或厌氧状态下反应室中混合液体样品的荧光NADH的差异。混合液体随后流回或再注入生物反应槽，因此可根据监视系统得到的结果控制废水处理系统。

根据本发明的另一实施方案，装置通过测量废水溶解氧量的变化来监视并控制好氧条件下废水的生物活性。废水中的溶解氧量因废水中微生物代谢活性而改变。诸如实时在线电脑数据采集系统这样的监视系统检测相同的溶解氧(下文有时称为“D.O.”)变化并随后将其记录，该系统可分析这种变化并评估废水的生物活性。监视系统随后确定废水系统所需的操作参数的变化以使生物废水处理过程尤其是BNR过程的效能最佳化。

在此实施方案的方法中，将废水样品从生物反应槽泵入由此过程中D.O.检测器监视的原地反应室。搅拌样品使废水均匀分布，并用监视系统记录并分析废水D.O.的差异。样品随后流回生物反应槽，因此可根据监视系统得到的结果控制水处理系统。

优选将D.O.的检测和监视与其他检测和监视生物活性的装置，例如检测和监视DADH的装置连同使用，以帮助控制废水处理过程全部或部分的需氧、缺氧或好氧的步骤。

图1说明本发明用来检测并监视生物反应槽中溶解氧或荧光的具体装置的正视略图。

图2说明部分取自图1的废水取样装置的剖视略图。

图3说明部分取自图1的另一具体装置的剖视略图。

图4说明本发明用来检测并监视生物反应槽中溶解氧和/或荧光的另一具体装置的正视略图，该反应槽处于密闭状态。

图5说明图4所示装置的正视略图，该反应槽处于开放状态。

图6说明部分取自图4及5所示的部分装置的剖视图。

图7是应用本发明实施方案监视典型废水处理过程的略图。

图8是厌氧处理步骤的NADH荧光随时间变化的操作图。

图9是缺氧处理步骤的NADH荧光随时间变化的操作图。

图10是用荧光和溶解氧测定的好氧处理步骤生物活性随时间变化的操作图。

图11是好氧处理步骤的溶解氧百分比随时间变化的操作图。

要正确评定并控制复杂的BNR过程，则需要能在不同环境和各种条件下精确而通用地估价混合液体的代谢活性。与氧的代谢不同，氧的代谢只在BNR过程的好氧步骤时活跃，而NADH代谢则与整个环境步骤有关。因此，NADH是可用于控制整个BNR过程的极佳的代谢活性标志。氧代谢在控制部分BNR时亦起到重要作用，特别是与NADH代谢同时使用时作用尤为显著。主要生物机体和活跃的生化途径随生物反应器的环境步骤而变化。然而，一个共同因素是需要通过可利用能源的氧化来转移能量。

为了有效控制BNR过程的操作，必须依据处理过程厌氧、缺氧及好氧步骤中微生物活性来调节特定的处理参数。废水处理厂常经历许多过渡条件，如有机负荷的昼夜变化。控制处理过程适应各种条件需要一种快速且有效的测量生物活性的方法。典型WWTP使用的设备能控制该过程但不具实时效率及精确性。例如，由此设备控制的过程参数包括一级废水输入率、回流活性污泥的输入率、脱氮再循环速率、微生物种类和数量、厌氧、缺氧及好氧步骤的数量与位置、滞留时间、营养物种类及输入率、空气或氧纯度及输入率、pH、温度等等。

本发明针对一种改进的装置，其通过检测混合液体中微生物胞内NADH水平和/或溶解氧的变化以检测并控制废水处理系统中的生物活性。此装置包括一反应室，其开启与关闭可用以取得混合液体样品。反应室含有NADH传感器和/或溶解氧探针，其可检测因环境条件变化引起混合液体代谢改变时生物活性的变化。这些实时生物活性变化可被监视且可作为驱动过程及控制算法的输入函变以确保有效率的过程效能。这类算法在此技术中为已知，此处不再讨论。值得注意的是，下列本发明实施方案只是为了解说的目的，并无意以任何方式限制如所附权利要求所述的本发明的本质或范围。

废水取样装置的一实施方案示于图1。生物反应槽1(或废水管)含废水2及污泥。检测装置置于生物反应应槽1的上方且扩展至废水2。该装置包括以线路或无电线22连接至电脑/监视器13的中央控制单元20。同样地，中央控制单元20经连接线路24与检测探针10相接。马达箱26亦经连接线路28与中央控制单元20相接。电力亦由连接线路28供给马达箱26。

检测探针10置于检测室8并以电连接到电脑/监视器13，以检测废水样品中溶解氧量的变化或微生物放出荧光的变化。优选溶解氧检测探针10是由Yellow Spring Instrument制造的。探针10亦可能作为荧光检测探针。优选的荧光检测探针10称为RLUOROMEASURE^，是由该受让人制造并在美国专利4,577,110中公开。当然，只要具有相同或相似检测性能，其他装置亦可用作探针。电脑/监视器13可为任何适合的种类如个人电脑等等。供料装置52亦与电脑/监视器13相连，给检测室8内废水中的微生物提供养料或氧或其他反应物。

取样单元11置于可动式运车30上，该运车可完全地垂直上下移动以将检测探针10移进或移出废水2。可动式运车30的明确构造并不重要，只要其能达到取样单元11的移动性。检测探针10的检测端50位于检测室8中(如图2所示)。检测室8具有开口66和相邻的可动式盖32，此盖可沿导管34垂直上下移动并关闭或封住开口66。

图2说明取样单元11特别结构的剖视图。马达箱26包括齿轮马达36、螺旋吊器38和与连接杆42相连的弹簧40。连接杆42亦与延伸经导管34的导杆44连接。导杆44另一末端终止于可动式盖子32。变速马达36与连接螺旋桨48的螺旋杆46相连。螺旋桨48位于检测室8内，该室亦含检测端50。

图3说明取样单元11的另一特别结构的剖视图。马达箱26包括经连接线28与中央控制器相连的线性操作机构53。线性操作机构53驱动与内轴56相接的螺纹轴57，其中内轴56穿越外轴55。不锈钢管54包裹内轴56和外轴55形成的装置。管54与含螺旋桨48并接收检测探针10的检测末端50的检测室8相接，其中检测探针10经接线24与中央控制器相接。检测室8具有开口66，可用与内轴56相接的可动式盖32关闭/封闭之。

图1及2中所示装置最好操作如下。当要取得部分废水样品时，控制信号经接线28传至螺旋吊器38，联合施力于连接杆42并将导杆44和可动式盖32推向“B”方向，对抗弹簧40的拉力作用。检测室8随后处于开放状态。螺旋桨48的旋转导致检测室8内的废水流至室外废水2中，而检测室8外的部分废水2内流至室内，因此补充检测室8并供应足量的新鲜废水样品。

检测室8取得新鲜样品后，通往螺旋吊器38的信号被切断，从而释放螺旋吊器38的推力。弹簧40回复到正常位置，将连接杆42、导杆44及可动式盖32往“A”方向牵引，检测室8随后位于关闭/封闭状态。

检测室8充满新鲜废水样品后，样品代谢活性随时间改变而变化，如从好氧至缺氧再至厌氧状况。样品在各种状态如好氧、缺氧及厌氧状态的时间间隔，和相应于代谢活性变化的荧光及溶解氧浓度的变化，可用溶解氧探针或荧光探针10检测，并用电脑13记录及分析。使用电脑13能实时、在线监视检测室8内的生物活性。本发明提供的信息分析与判断视其特别应用和WWTP内装置而定。可修改装置的设计以符合废水处理厂及其位置环境的特殊需要。当完成样品分析后，中央控制器起动螺旋吊器38以使可动式盖32朝“B”方向向下移动。将再一次打开检测室8以进一步补充及取得新样品。

如图3所示，可动式盖32及螺旋桨48由相同的可逆式低RPM马达53驱动，该马达与内轴56及外轴55共轴相接。此共轴装置由不锈钢管54所包裹。当要取部分废水样品时，控制信号传至马达53，使其在此命令下改变旋转方向。可动式盖32由与马达53相接的ACME轴57驱动的内轴56推往“B”方向。在开放状态，螺旋桨48迫使检测室8内外的废水交替，因而检测室8可充满新鲜废水样品。一段给定的时间后，如30秒后，马达53按程序逆转其转向，可动式盖32拉向“A”方向直到检测室8完全关闭或封闭。

新鲜废水样品分析如图2所述。当完成样品分析后，中央控制器逆转马达53的方向，以推动可动式盖32使其再度开放，进一步补充和获取新鲜样品。

图4说明本发明另一实施方案，其中检测室8含有带检测端50A的检测探针10A。检测探针10A为溶解氧探针。检测室8亦含有带检测端50B的检测探针10B。检测探针10B为荧光探针。

螺旋桨48位于检测室8内。盖32覆盖开口66(如图3和5所示)时为关闭状态。空气扩散器103位于检测室8内且与空气或氧源相接。

螺旋浆48经一连串共轴管102、104及106与马达箱100相接。螺帽108与推轴套筒112含于且连接于中管104。外管102装于基座101上。螺帽108可垂直沿螺纹杆110移动，视马达116转动方向而开启或关闭盖32。仅当中管104上的诱导引力超过螺帽108起动螺杆110所需的扭矩时，帽180才能垂直运动。该引力可由连在中管104上的螺旋桨和/或任何与中管104相接的套筒或其他元件所诱导。推轴套筒112支撑当盖32关闭时承受中心管106的轴向拉力的轴114。轴114可使中管104不依赖中心管106而运动，且将中管104的垂直运动传向中心管106。外管102支撑马达箱100及检测室8且可同时保护内部零件。检测室8大体上与外管102密封，当盖32拉至检测室8时室8内空间则被密封。

当马达116朝一方向旋转时，螺帽108移离马达并将盖32推开。当螺帽108到达栓118时，螺帽108停止垂直移动使得中管104与马达速度大致相同。检测室8随后开启且螺旋浆48引起检测室8内外液体的交换，如图5所示。

当马达116和螺纹杆110朝相反方向旋转时，螺帽18移向马达，将盖32拉合。当检测室8关闭时，螺帽108上的张力防止螺帽108的轴向移动。这使中管104与马达116和螺纹轴110的转速相同。检测室8随后关闭，因此液体留在检测室8内，并不断由螺旋浆48搅拌，如图4所示。

图6说明图4和5中所示的各种驱动元件的剖视图：

螺纹杆110固定于可逆马达116并防止其轴向移动。此现象使得仅当中管104产生的旋转阻力大于螺帽108沿螺旋纹杆110移动所需扭力时才会在中管104内直线移动。要防止中管104轴向移动，中管104的旋转速度必需等于马达的旋转速度。此现象发生在检测室8关闭或螺帽108到达较低的栓118时。

中管104沿其纵轴移动以开放或关闭检测室8。其向一方向旋转时为开启而向相反方向旋转时为关闭。栓连在螺纹杆110上且可防止螺帽108直线运动超过螺纹杆110的长度。外管102作为保护套且当盖32关闭时压缩。中心管106连在盖32上。其旋转不依赖中管104但与中管104同时轴向移动。推轴套筒112扣住轴114且连在中管104上。其使中管104不依赖中心管106而旋转且将轴向移动从中管104传至中心管106。轴114承受中心管106的轴向张力并使中管104不依赖中心管106而旋转。

监视生物活性的装置可在WWTP的任何步骤或其任何组合中使用。装置与典型WWTP的合并图示于图7。图1-6所示典型废水处理厂厌氧、缺氧和/或好氧步骤中装置的一般应用及使用讨论如下：

1.厌氧步骤中的应用

装在WWTP厌氧步骤中生物活性监视装置的操作图说明于图8。NFU一词，如图8所示及下文使用时，表示NADH荧光的正常或相对量或水平。分析三个参数ΔNFU₁、ΔNFU₂及Δt₁以估计微生物的生物活性。ΔNFU表示NADH浓度增加的总和；ΔNFU₁表示第一步骤NADH浓度的增加；ΔNFU₂表示第二步骤NADH浓度的增加；而Δt₁表示在WWTP厌氧步骤期间缺氧部分的时间。处理中厌氧步骤的混合液体经好氧、缺氧及厌氧状态的全部NADH浓度变化可用下述公式表示：

ΔNFU＝ΔNFU₁+ΔNFU₂

ΔNFU与样品中全部的生物量浓度成正比。虽然生物量浓度的绝对值不能从单一测量决定，但可以此技术中已知的方法精确而可靠地估计脱氮及非脱氮微生物的群体分布。当样品中溶解氧浓度降低至临界值并最后耗尽时，不能用硝酸盐和/或亚硝酸盐作电子受体的微生物转为厌氧状态，使混合液体从好氧转为缺氧状态。这相当于第一次生物活性的增加ΔNFU₁。大部分不能进行脱氮作用的微生物为自养硝化菌，如亚硝酸菌属和硝酸菌属。因此，ΔNFU₁/ΔNFU值与全部生物量群体中的硝化菌百分比成正比。反之，可进行脱氮作用的微生物进入厌氧状态前能消耗样品中全部硝酸盐。

样品中NADH的第二步增加即ΔNFU₂，对应于样品从缺氧转为厌氧状态。因此ΔNFU₂/ΔNFU值与全部生物量群体中的脱硝菌百分比成正比。

生物活性监视装置在WWTP缺氧步骤中的一种可能应用是确定NH₃的移除效率。当ΔNFU₁/ΔNFU低于预定值时，生物反应槽中的硝化菌群体低于适当移除NH₃所需的量。改变操作参数，如增加水力滞留时间或增加RΔS流速，可帮助改进处理过程而使WWTP更为有效。若采用修改的回流活性污泥(RAS)流速参数，应持续直到ΔNFU₁值达到设定点，因此硝化菌群体将多至足以维持适当的硝化速率。

2.缺氧步骤中的应用。

WWTP缺氧步骤中使用的生物活性监视装置的操作图说明于图9。两个参数中，ΔNFU₃表示在样品由缺氧转为厌氧状态时生物活性的变化，更具体地说是NADH荧光的变化，Δt₂表示样品缺氧状态下以分钟计的时间，对监视和控制WWTP的缺氧步骤很有用。

Δt₂值为从检测室8取得样品至完成脱氮作用的测定时间。Δt₂值用来估计整个缺氧步骤中水力滞留时间，T_den，是否够长足以完成脱氮过程。理想时间为T_den＝Δt₂。要得到此理想脱氮时间，可相应调整内部再循环速率。

3.好氧步骤中的应用

WWTP好氧步骤结束时使用装置的操作图说明于图10。因为污染物几乎完全降解，所以BOD浓度很低，且与所得样品从好氧至缺氧状态的代谢改变相应的生物活性浓度变化很小，但还是可测出。

本发明在好氧状态中的一个应用是作为NH₃测量计。其最好操作如下：两组监视装置(未表示出)可在生物反应槽2(如图1所示)的相同位置使用。两个检测室8(或如图4和5所示，如同时使用D.O.和荧光探针则为一个检测室)同时装满混合液体样品。对第一个检测室，如图10所示，Δt₃表示由电脑13记录的从取得样品至样品开始好氧状态的时间。在第二个检测室中，检测室充满混合液体后立刻从供料装置52，如图1所示，添加一定量的NH₃，如0.5ppm，如此将得知检测室8内NH₃浓度的变化。随后记录从检测室8取得样品至检测室8内废水开始缺氧状态的时间Δt₄。

为了测定NH₃浓度，假设好氧步骤结束时的溶解氧(D.O.)消耗大多由于硝化过程。好氧步骤期间溶解氧消耗的典型操作图说明于图11。实验结果显示，当用供料装置52把醋酸盐和葡萄糖(5ppm)加入系统时混合液体的耗氧速率几乎不变化，而把0.1ppm的NH₃加入系统时可观察到明显变化。

WWTP好氧状态中的NH₃浓度表示如下：

(NH₃)₁＝ΔNH₃Δt₄/(Δt₃-Δt₄)其中(NH₃)₁为好氧步骤结束时水相中的氨浓度，ΔNH₃为添入第二检测室的已知量的氨。本发明可在WWTP好氧状态中使用以准确监视生物反应槽内NH₃浓度。随后可改变各种系统参数，如滞留时间，以增强硝化过程，需要的话可增加废水处理系统的效率。

废水处理厂好氧步骤中带D.O.探针的装置的使用描述如下：当样品室8充满新鲜废水(混合液体)时，溶解氧浓度由D.O.探针测得。根据起始D.O.浓度，可经由装在室8内的空气扩散器103给样品室8提供空气以使D.O.浓度高于预设值。

当通气结束后，D.O.浓度因废水(混合液体)中生物的耗氧而减少。一般时间Δt内，溶解氧浓度的降低可表示为ΔD.O.。生物耗氧速率(BOCR)定义为 $\mathrm{BOCR}=\frac{\mathrm{\ΔD}.O.}{\mathrm{\Δt}}$ 得知生物耗氧速率(BOCR)，克(升-小时)^-1，以及样品室8中溶解氧起始浓度，C_i，克.升^-1，亦为取得样品时废水处理槽的D.O.浓度，氧传递系数K_La可推算为 $K_{\mathrm{La}}=\frac{\mathrm{BOCR}}{C^{*}-C_i}$ 其中C^*为在流动温度及空气压力下水相中氧的饱和浓度。对于指定的废水处理设备而言，氧传递系数K_La可用通气法如通气槽中细泡扩散器或机械式表面通气器和空气流速Q_air测得。因此，得知所需K_La值即可准确控制空气流速Q_air。

当溶解氧浓度降至低于临界值时，废水(混合液体)进入厌氧状态，若硝酸盐和/或亚硝酸盐存在下则进入缺氧状态。转变点可由NADH探针和D.O.探针测得。通气关闭至转变点的总时间记录为生物耗氧时间(BOCT)。对给定的D.O.浓度和废水(混合液体)而言，生物耗氧时间视残留在废水中的营养物而定。废水中营养物量较低时废水(混合液体)消耗的D.O.也较少，这使生物耗氧时间较长。因此BOCT显示移除废水中营养物的程度，可用以检查处理过程的效率。

根据本发明的方法，可得到WWTP好氧步骤中关于生物量组成、脱氮作用、硝化作用与BOD移除过程的效率及氨浓度的信息。此信息可由电脑13监视并分析，该电脑可评估WWTP中厌氧、缺氧及需氧步骤中的生物活性，且可改变系统参数如RAS流速、供氧速率、内部再循环速率或水力滞留时间等等，以在过渡条件或正常操作下使WWTP的效率最佳化。

虽然用特定的实施方案说明了本发明，但应注意，可以多种相似物代替特定的原理及步骤，而不背离所附权利要求中定义的本发明的本质或范围。例如，本发明可用来单独地监视废水处理厂中好氧、缺氧及厌氧等个别步骤的各种参数，或本发明可用来监视和控制整个WWTP操作使其效率最佳化。另外，本发明的个别元件可以相似物取代。例如，检测室8中的样品可用任何可控制的搅拌方法使其均匀悬浮。监视系统可能包括带应用软件的个人电脑或单独分析的个别电子仪器，其在本技术中都是已知的。在此强调，虽然重点在于测量NADH荧光以确定NADH的量或浓度，但主要是强调其为测定NADH量或浓度的优选方法。可完成此工作的其他手段和方法也完全纳入本发明的范围。例如，NADH量或浓度可用生化检测法，如对NADH敏感的检测法测得。此类检测法在此技术中为已知且在检测法中典型地利用酶和废物成分作为辅助。其他已知及尚未开发的方法只要能测定NADH存在亦可使用。在此还强调，虽然重点在于用“探针”测定溶解氧以确定氧量或浓度，但主要是强调其为测定氧量或浓度的优选方法。可完成此工作的其他方法也完全纳入本发明的范围。其他已知的和尚未开发的方法只要能测定废水中氧的存在也可使用。

Claims (9)

1.一种在废水处理过程中监视生物活性的方法，它包括如下步骤：

在该废水处理过程中从废水中原地分离废水样品；

检测该分离出的样品中所含微生物由于其生物活性的转变而引起的NADH变化；以及

对照NADH随时间的变化以确定所选择的样品性质的状态。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，该样品性质选自生物量数量、生物量组成、脱氮作用、硝化作用效率、NH₃浓度、生化需氧量和供氧量。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，进一步包括将样品送回该废水处理过程的步骤。

4.一种在废水处理过程中原地监视和控制生物活性的装置，它包括：

与探针相连的分析仪；

控制处理过程的控制器；其特征在于，它包括：

浸于供处理的废水中的取样箱，该取样箱带有废水出口；

为开启和关闭该出口而设置的盖子；

位于取样箱中的废水分配器；

检测端位于取样箱内的探针；

所述控制器与1)该分析仪和盖子相连以在选择的时间间隔内将样品引入箱内和从箱内移出、并与2)一个或多个过程参数控制器相连。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于，该过程参数控制器的控制参数选自初始流入率、回流活性污泥输入率、脱氮再循环率、微生物种类及性质、厌氧、缺氧及好氧步骤的数目和位置、该厌氧、缺氧及好氧步骤中的滞留时间、营养物种类及供给率、空气或氧纯度及供给率、pH及温度。

6.根据权利要求5的装置，其特征在于，该探针为溶解氧检测探针。

7.根据权利要求6的装置，其特征在于，该分析仪分析箱内样品的溶解氧含量。

8.根据权利要求5的装置，其特征在于，该探针包括：

与控制器相连、根据该箱而设置的辐射源，其用选定的波长辐射箱内的废水；

与控制器相连、根据该箱内的废水而设置的检测器，其根据该辐射检测箱内废水中微生物的NADH放出荧光的变化；以及

与该检测器和该控制器相连的NADH分析仪。

9.根据权利要求4的装置，其特征在于，进一步包括与该箱相连的样品搅拌器。

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