CN110749701A - 气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法 - Google Patents

气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法，属于污水处理技术领域。该装置包括柱体反应系统、配气系统、配水系统、排水系统、集气系统、气体回收系统及水封净化系统；集气系统由密闭水箱下部经排气总管通过排气支管与反应柱顶部连接；密闭水箱底部经末端排水管与敞口水箱连接；密闭水箱顶部经气体回流总管通过气体回流支管与配气管连接；密闭水箱顶部经尾气处理管连接着尾气处理箱；密闭水箱顶部设有注水管，密闭水箱顶部经气囊进气管连接着弹性气囊。本发明能够同时对多种载体厌氧生化性能进行检测，检测过程不对环境造成污染。

Description

气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法。
背景技术：
厌氧用于水处理装置，装置的尺寸大小、结构形式及反应条件不统一；生物载体种类繁多，生物载体生化性能检测没有一种可行的量化评价方法，生物载体生化性能检测大多数建立在一套或2套反应器基础上，没有多组反应器并联同步运行的可比性，进水浓度范围窄，不能全面、系统及直观的体现厌氧污水处理微生物载体生化性能，缺乏参考价值。
大部分实验装置中的厌氧反应器产生的尾气不直接排出反应器外，而是通过气流回流管在回流风机作用下重新进入厌氧反应器中，避免直接排放对环境造成污染。中国专利CN108358312A公布了一种用于污水处理的厌氧反应器，该厌氧反应器通过沼气回流来增强该厌氧反应器内部的传质条件，沼气回流管与曝气管网之间设有回流风机对回流的沼气进行输送，该反应系统中无尾气净化装置，回流的气体直接进入反应柱中，对反应柱中载体上微生物产生毒害作用，进而降低厌氧反应器污水处理能力。
发明内容：
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法。装置中的柱体反应系统需要2套以上并联运行，保证测得的数据准确、可靠，在相同的工艺条件下对载体厌氧生化性能检测及绘制载体厌氧生化性能曲线及曲线族，进行载体选型、改性及开发；气囊隔离水封尾气循环净化能够保证反应器厌氧状态、循环的尾气不会对柱体反应系统中载体上微生物产生毒害作用及反应器中多余气体排到外界环境不会对外界环境造成污染。
本发明提供的气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置包括柱体反应系统、配气系统、配水系统、排水系统、集气系统、气体回收系统及水封净化系统。
柱体反应系统包括DO、pH监测仪19、温控仪20、反应柱21、支撑板22、曝气器24、水样采集阀27、载体28及承托层29，其特征在于反应柱21内壁底部设有支撑板22，支撑板22上开有直径为5～8mm的通孔，曝气器24在支撑板22下方靠近反应柱21的底部，反应柱21侧部设有多个结构相同的水样采集阀27，承托层29放置在支撑板22上，载体28放置在承托层29上。
配气系统包括氮气瓶11、减压总阀12、进气管13、第一气体分配器14、第一气管接头15、第一转子流量计16a、配气管17及配气阀18；氮气瓶11经减压总阀12接进气管13，进气管13通过第一气体分配器14接配气管17，配气管17经三通与曝气器24相连，配气管17上设有第一转子流量计16a，第一转子流量计16a出口设配气阀18，第一气体分配器14上设有多个结构相同的第一气管接头15。
配水系统包括配水箱1、水箱阀2、进水泵3、进水总管4、分流器5、水管接头6、配水管7及下端进水阀8；配水箱1经水箱阀2接进水泵3的吸水口，进水泵3的出口通过进水总管4接分流器5的进口，分流器5的出口经水管接头6接配水管7，配水管7上设有下端进水阀8，配水管7经三通与反应柱21底部的进出水口相连，分流器5上设有多个结构相同的水管接头6。
排水系统包括下端排水管9、下端排水阀10、敞口水箱44、敞口水箱排水阀45、第二存水弯26、反冲洗排水阀30及反冲洗排水管31；下端排水管9的一端经三通连接配水管7及反应柱21底部的进出水口，下端排水管9的另一端与敞口水箱44的下部进水口相连，下端排水管9上设有下端排水阀10，敞口水箱44的出水口末端设有敞口水箱排水阀45，第二存水弯26的上端连接在反应柱21的中部，第二存水弯26的下端连接反冲洗排水管31，反冲洗排水管31的出口伸入敞口水箱44内的底部，反冲洗排水管31上设有反冲洗排水阀30。
集气系统包括排气支管38、排气阀39、气体集气器40、排气总管42、排气总阀43、末端排水管46、末端排水阀47、第三存水弯48、密闭水箱49、注水阀50、注水管51、气囊进气管52、气囊进气阀53、弹性气囊54及检查口55，排气支管38的一端连接反应柱21的顶部，排气支管38的另一端经排气阀39连接气体集气器40，气体集气器40经排气总管42与密闭水箱49的下部进水口连接，排气总管42上设有排气总阀43，密闭水箱49上设有检查口55，当密闭水箱49中有沉淀物通过检查口55进行排除；末端排水管46一端出水口伸向敞口水箱44的底部，末端排水管46另一端经末端排水阀47与第三存水弯48连接后再与密闭水箱49的下部进水口连接；密闭水箱49的顶部接注水管51，注水管51经注水阀50与外界水源相连；密闭水箱49的顶部经气囊进气管52与弹性气囊54相连，气囊进气管52上设有气囊进气阀53。
气体回收系统包括第一存水弯23、气体回流进气阀25、回流风机32、气体回流支管33、第二气体分配器34、第二气管接头35、气体回流总阀36和气体回流总管37；第一存水弯23的一端通过三通分别连接配气管17及曝气器24，第一存水弯23的另一端经气体回流进气阀25与回流风机32相连；回流风机32经气体回流支管33与第二气体分配器34相连；第二气体分配器34经气体回流总管37与密闭水箱49的顶部连接，气体回流总管37上设有气体回流总阀36。
水封净化系统包括尾气处理管56、尾气处理阀57、透明管58、尾气处理池59及尾气处理池排水阀60；尾气处理管56一端接密闭水箱49顶部，尾气处理管56另一端经尾气处理阀57接透明管58，透明管58出气口伸向尾气处理池59的底部，尾气处理池59的末端排水管上设有尾气处理池排水阀60。
本发明同时提供一种气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置的使用方法，该方法具体步骤如下：
(1)检测装置的组装：
采用两套以上相同规格尺寸的柱体反应系统并联，将每套柱体反应系统经配水管7与配水系统的水管接头6相接，将每套柱体反应系统经下端排水管9与排水系统中的水箱44的底部相接，将每套柱体反应系统经配气管17与配气系统的第一气管接头15相接，将每套柱体反应系统经排气支管38与集气系统的第三气管接头41相接，将每套柱体反应系统经反冲洗排水管31接至集气系统的敞口水箱44底部，将每套柱体反应系统经气体回流支管33与气体回收系统的第二气管接头35相连，构成气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置，然后在每套柱体反应系统的反应柱21内填充待测生物载体，并进行进水、排水、配气、集气和气体回收联动调试。
(2)挂膜启动：
每套柱体反应系统生化条件一致，每套柱体反应系统中按4000mg/L的浓度投加活性污泥，DO浓度控制在0.2mg/L以下，进水pH值控制在6.5～7.5，反应柱21置于室温为25±5℃的条件下，先闷爆2天，采用厌氧序批式生物膜反应器工艺运行，简称ASBBR工艺，ASBBR工艺作为生物膜法的一种，将序批式运行模式与生物膜法相结合，且保持反应器处于厌氧状态。每天运行两个周期，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，其中第三天开始换水排泥运行，换水率为50％，每天排泥一次，排泥量为污泥总体积的1/15，第18天后每次换水前均放空反应柱21，再补充污水进入下一个周期的运行，取反应柱21每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，取样点为反应柱21下部位置的水样采集阀27，该处的水样采集阀27高于承托层29，检测其水质指标，当COD、NH3-N去除率稳定并≥50％，且载体表面出现棕褐色的粘膜时挂膜启动完成。
(3)换水操作：
提前打开排气阀39、排气总阀43及尾气处理阀57，配水箱1中污水由进水泵3经进水总管4，在水流分流器5分配作用下经水管接头6及配水管7进入反应柱21内，反应柱21内污水液面高度上升到反应柱21顶部，关闭下端进水阀8；打开氮气瓶11上的阀门，氮气经过减压总阀12及进气管13，在第一气体分配器14分配作用下经第一气管接头15、配气管17及三通进入反应柱21内，曝气结束关闭配气阀18、尾气处理阀57，打开气囊进气阀53，弹性气囊54由卷曲变为舒展状态；排空反应柱21内污水时，打开下端排水阀10，经下端排水管9直接排入到敞口水箱44。
(4)运行调节：
进水使用碳酸氢钠和碳酸钠配置成的缓冲液，使进水pH值保持为6.5～7.5，反应器置于室温为25±5℃的条件下；敞口水箱44液面高于下端排水管9进入敞口水箱44底部的管口，敞口水箱44液面高于反冲洗排水管31伸入敞口水箱44的排水口，敞口水箱44液面高于末端排水管46伸入敞口水箱44的排水口，尾气处理池59的液面高于透明管58伸入尾气处理池59的出气口，透明管58管内液面高度低于尾气处理池59的液面高度，即保持反应柱21内部处于正压状态。
(5)反冲洗：
当填料运行一段时间出现板结需进行反冲洗，打开水箱阀2、下端进水阀8及反冲洗排水阀30，关闭配气阀18、末端排水阀47、注水阀50及尾气处理阀57，打开气囊进气阀53、气体回流总阀36、气体回流进气阀25，启动进水泵3，将配水箱1中污水送到反应柱21中；启动回流风机32，将弹性气囊54中的气体送到反应柱21中，一边气液反冲洗，一边将反冲洗污水经反冲洗排水管31排入敞口水箱44中，反应柱21中剩余液体经下端排水管9排入敞口水箱44中，反冲洗结束后关闭下端进水阀8、下端排水阀10、配气阀18、反冲洗排水阀30、气体回流进气阀25及气体回流总阀36。
(6)储气、水封净化及排气：
反应过程产生的气体与反应前的氮气吹扫都暂时缓存于弹性气囊55中，进水泵3停止进水后，先打开末端排水阀47，放空密闭水箱49后再关闭末端排水阀47，再打开气囊进气阀53，排出弹性气囊54中气体，气体经排气总管42、排气支管38回流到反应柱21，保证了反应器反应条件为厌氧状态；密闭水箱49中液体对反应过程产生的气体进行过滤，如：N2、CH4、H2S、CO2等气体；随着反应进行，弹性气囊54中气体增多，导致弹性气囊54内压不断增大，密闭水箱49顶部通过尾气处理管56连接的尾气处理池59，能够将弹性气囊54内多余的气体排出及过滤，起到对弹性气囊54的保护作用。
(7)曲线族检测：
每天运行2个周期，每个周期12个小时，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，取反应柱21每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，当挂膜启动完成后继续检测出水COD、氨氮、硝态氮、亚硝态氮及生物相的变化情况，去除出水COD和NH3-N浓度查出出水均值的±15％范围的数据，直至系统稳定运行得出的有效数据不少于10组；然后再按由低到高或由高到低的顺序调整下一进水基质浓度并重复步骤(1)，直至进水基质浓度个数不少于5组。
(8)曲线族合成：
将步骤(2)进水基质浓度下对应出水不少于10组的COD、氨氮有效数据的均值作为出水浓度，以进水基质浓度为横坐标，出水浓度为纵坐标，拟合绘制所测载体随进水基质浓度变化出水浓度随之变化的对应关系曲线，即载体厌氧生化特性曲线，同种水质下不同载体的厌氧生化特性曲线构成曲线族。
与现有厌氧反应器运行效果相比，本发明具有以下技术特点：
1、能保持换水时很好地阻断空气中的氧气穿入反应柱上部空间，延迟厌氧反应环境的形成，即保证换水时反应器厌氧状态不被破坏；
2、密闭水箱49中设置的液封对柱体反应系统产生的H2S、CO2等气体有过滤作用，且有效减少厌氧反应器产生的尾气回流到反应柱21污水中对载体表面上微生物产生的毒害作用，进而提高了处理效率；尾气处理池59可以进一步过滤处理弹性气囊55中过多的N2、CH4、H2S等其他气体，起到对弹性气囊54保护作用，同时也避免了柱体反应系统产生的混合气对环境造成污染；
3、柱体反应系统设计为一个独立的系统，可以并联多个柱体反应系统在相同工艺、相同水质及相同反应条件下对载体厌氧生化性能检测，测出的数据准确、可靠，进而绘制相同类型污水下载体的生化特性曲线、相同类型污水下载体生化特性曲线族及不同类型污水下载体生化特性图谱，进行载体选型、改性及开发。
附图说明：
图1为本发明装置的结构示意图；
图2为本发明装置中的气囊装置卷压(排气)状态示意图；
图3为本发明装置中的气囊装置充气后的结构示意图；
图4为本发明实施例1人工配水水质条件下载体生化特性(COD)曲线族；
图5为本发明实施例1人工配水水质条件下载体生化特性(氨氮)曲线族；
图6为本发明实施例1人工配水水质条件下载体生化特性(TP)曲线族；
图7为本发明实施例2生活污水水质条件下载体生化特性(COD)曲线族；
图8为本发明实施例2生活污水水质条件下载体生化特性(氨氮)曲线族；
图9为本发明实施例2生活污水水质条件下载体生化特性(TP)曲线族。
图中：1：配水箱；2：水箱阀；3：进水泵；4：进水总管；5：分流器；6：水管接头；7：配水管；8：下端进水阀；9：下端排水管；10：下端排水阀；11：氮气瓶；12:减压总阀；13：进气管；14：第一气体分配器；15:第一气管接头；16a：第一转子流量计；16b：第二转子流量计；17：配气管；18：配气阀；19：DO、pH监测仪；20：温控仪；21：反应柱；22：支撑板；23：第一存水弯；24：曝气器；25：气体回流进气阀；26：第二存水弯；27：水样采集阀；28：载体；29：承托层；30：反冲洗排水阀；31：反冲洗排水管；32：回流风机；33：气体回流支管；34：第二气体分配器；35：第二气管接头；36：气体回流总阀；37：气体回流总管；38：排气支管；39：排气阀；40：气体集气器；41：第三气管接头；42：排气总管；43：排气总阀；44：敞口水箱；45：敞口水箱排水阀；46：末端排水管；47：末端排水阀；48：第三存水弯；49：密闭水箱；50：注水阀；51：注水管；52：气囊进气管；53：气囊进气阀；54：弹性气囊；55：检查口；56：尾气处理管；57：尾气处理阀；58：透明管；59：尾气处理池；60：尾气处理池排水阀。
具体实施方式：
以下通过具体实施例来进一步说明本发明提供的气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置及使用方法。
实施例1：人工配制污水条件下载体厌氧生化性能检测。
反应装置主体由六套独立的柱体反应系统并联构成，测定过程中六套柱体反应系统并联同步运行，反应柱内径15cm，高200cm。填充生物载体后并补充污水，此时液面高度为105cm，其中承托层厚为10cm，填料填充高度为50cm，填料层以上水深30cm，待测载体共6种，包括现有载体和自制载体：圆管填料(见CN108059243A)，其种类及主要物理参数如表1所示。表1测定载体种类及主要物理参数
Figure BDA0002251771110000061
(1)挂膜启动：
选取六套独立的柱体反应系统并联构成，填充待测生物载体并调试完毕后同步运行，每套柱体反应系统生化条件一致，每套柱体反应系统中按4000mg/L的浓度投加活性污泥，DO浓度控制在0.2mg/L以下，进水pH制在6.5～7.5，反应柱21置于室温为25±5℃的条件下，先闷爆2天，采用厌氧序批式生物膜反应器工艺运行(简称ASBBR工艺，ASBBR工艺作为生物膜法的一种，将序批式运行模式与生物膜法相结合，且保持反应器处于厌氧状态。)，每天运行两个周期，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，其中第三天开始换水排泥运行，换水率为50％，每天排泥一次，排泥量为污泥总体积的1/15，第18天后每次换水前均放空反应器，再补充污水进入下一个周期的运行，取反应柱21每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样(如：每天运行2个周期，每个周期12个小时，取8点～20点为白天运行周期，20点～8点为夜间运行周期)，取样点为反应器21下部位置的水样采集阀27，该处的水样采集阀27略高于承托层29，检测其水质指标，当COD、NH3-N去除率稳定并≥50％，且载体表面出现棕褐色的粘膜时挂膜启动完成。
(2)曲线族检测：
每天运行2个周期，每个周期12个小时，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，取反应柱21每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，当挂膜启动完成后继续检测出水COD、氨氮、硝态氮、亚硝态氮及生物相的变化情况，去除出水COD和NH3-N浓度查出出水均值的±15％范围的数据，直至系统稳定运行得出的有效数据不少于10组；然后再按由低到高或由高到低的顺序调整下一进水基质浓度并重复步骤(1)，进水基质浓度个数5组如下所示：
①COD200mg/L，NH3-N10mg/L，TP2mg/L
②COD300mg/L，NH3-N15mg/L，TP3mg/L
③COD400mg/L，NH3-N20mg/L，TP4mg/L
④COD500mg/L，NH3-N25mg/L，TP5mg/L
⑤COD600mg/L，NH3-N30mg/L，TP6mg/L
从而得到人工配制污水，5种进水基质浓度下对应的各反应器平均出水浓度，如表2所示。
表2人工配制污水条件下载体进出水浓度
Figure BDA0002251771110000081
(3)曲线族合成：
将步骤(2)进水基质浓度下对应的出水不少于10组的COD、氨氮及TP有效数据的均值作为出水浓度，以进水基质浓度为横坐标，出水浓度为纵坐标，拟合绘制所测载体随进水基质浓度变化出水浓度随之变化的对应关系曲线，即载体厌氧生化特性曲线，同种水质下不同载体的厌氧生化特性曲线构成载体厌氧生化特性曲线族。
实施例2：生活污水条件下载体厌氧生化性能检测。
(1)挂膜启动：
取某污水处理厂厌氧消化池活性污泥作为接种污泥挂膜启动，每套反应柱中活性污泥浓度按4000mg/L的浓度加入。进水为该污水处理厂沉砂池出水，调节pH在6.5～7.5，DO浓度控制在0.2mg/L以下，反应柱21置于室温为25±5℃的条件下；采用沉砂池出水闷爆2天，闷爆结束后排泥换水，采用厌氧序批式生物膜反应器工艺运行(简称ASBBR工艺)，每天运行两个周期，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，其中第三天开始换水排泥运行，换水率为50％，每天排泥一次，排泥量为污泥总体积的1/15，第18天后每次换水前均放空反应器，再补充污水进入下一个周期的运行，取反应器每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，取样点为反应器21下部位置的水样采集阀27，该处的水样采集阀27高于承托层29，检测其水质指标，当COD、NH3-N去除率稳定并≥50％，且载体表面出现棕褐色的粘膜时挂膜启动完成。
(2)曲线族检测：
每天运行2个周期，每个周期12个小时，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，取反应柱21每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，当挂膜启动完成后继续检测出水COD、氨氮、硝态氮、亚硝态氮及生物相的变化情况，去除出水COD和NH3-N浓度查出出水均值的±15％范围的数据，直至系统稳定运行得出的有效数据不少于10组；然后再按由低到高或由高到低的顺序调整下一进水基质浓度并重复步骤(1)，进水基质浓度个数5组如下所示：
①COD224.77mg/L，NH3-N54.17mg/L，TP5.5mg/L，
②COD278.79mg/L，NH3-N65.7mg/L，TP8.02mg/L，
③COD336.14mg/L，NH3-N74.9mg/L，TP10.88mg/L，
④COD369.24mg/L，NH3-N88.35mg/L，TP16.46mg/L，
⑤COD447.15mg/L，NH3-N106.74mg/L，TP18.2mg/L。
从而得到生活污水，5个进水基质浓度下对应的各反应器平均出水浓度，如表3所示。
表3生活污水条件下载体进出水浓度
Figure BDA0002251771110000101
(3)曲线族合成：
将步骤(2)进水基质浓度下对应的出水不少于10组的COD、氨氮及TP有效数据的均值作为出水浓度，以进水基质浓度为横坐标，出水浓度为纵坐标，拟合绘制所测载体随进水基质浓度变化出水浓度随之变化的对应关系曲线，即载体厌氧生化特性曲线，同种水质下不同载体的厌氧生化特性曲线构成载体厌氧生化特性曲线族。

Claims (2)

1.气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置，其特征在于该检测装置包括柱体反应系统、配气系统、配水系统、排水系统、集气系统、气体回收系统及水封净化系统；所述柱体反应系统包括DO、pH监测仪(19)、温控仪(20)、反应柱(21)、支撑板(22)、曝气器(24)、水样采集阀(27)、载体(28)及承托层(29)，所述反应柱(21)内壁底部设有所述支撑板(22)，所述支撑板(22)上开有直径为5～8mm的通孔，所述曝气器(24)在所述支撑板(22)下方靠近所述反应柱(21)的底部，所述反应柱(21)侧部设有多个结构相同的所述水样采集阀(27)，所述承托层(29)放置在所述支撑板(22)上，所述载体(28)放置在所述承托层(29)上；所述配气系统包括氮气瓶(11)、减压总阀(12)、进气管(13)、第一气体分配器(14)、第一气管接头(15)、第一转子流量计(16a)、配气管(17)及配气阀(18)，所述氮气瓶(11)经所述减压总阀(12)接所述进气管(13)，所述进气管(13)通过所述第一气体分配器(14)接所述配气管(17)，所述配气管(17)经三通与所述曝气器(24)相连，所述配气管(17)上设有所述第一转子流量计(16a)，所述第一转子流量计(16a)出口设所述配气阀(18)，所述第一气体分配器(14)上设有多个结构相同的所述第一气管接头(15)；所述配水系统包括配水箱(1)、水箱阀(2)、进水泵(3)、进水总管(4)、分流器(5)、水管接头(6)、配水管(7)及下端进水阀(8)，所述配水箱(1)经所述水箱阀(2)接所述进水泵(3)的吸水口，所述进水泵(3)的出口通过所述进水总管(4)接所述分流器(5)的进口，所述分流器(5)的出口经所述水管接头(6)接所述配水管(7)，所述配水管(7)上设有所述下端进水阀(8)，所述配水管(7)经三通与所述反应柱(21)底部的进出水口相连，所述分流器(5)上设有多个结构相同的所述水管接头(6)；所述排水系统包括下端排水管(9)、下端排水阀(10)、敞口水箱(44)、敞口水箱排水阀(45)、第二存水弯(26)、反冲洗排水阀(30)及反冲洗排水管(31)，所述下端排水管(9)的一端经三通连接所述配水管(7)及所述反应柱(21)底部的进出水口，所述下端排水管(9)的另一端与所述敞口水箱(44)的下部进水口相连，所述下端排水管(9)上设有所述下端排水阀(10)，所述敞口水箱(44)的出水口末端设有所述敞口水箱排水阀(45)，所述第二存水弯(26)的上端连接在所述反应柱(21)的中部，所述第二存水弯(26)的下端连接所述反冲洗排水管(31)，所述反冲洗排水管(31)的出口伸入所述敞口水箱(44)内的底部，所述反冲洗排水管(31)上设有所述反冲洗排水阀(30)；所述集气系统包括排气支管(38)、排气阀(39)、气体集气器(40)、排气总管(42)、排气总阀(43)、末端排水管(46)、末端排水阀(47)、第三存水弯(48)、密闭水箱(49)、注水阀(50)、注水管(51)、气囊进气管(52)、气囊进气阀(53)、弹性气囊(54)及检查口(55)，所述排气支管(38)的一端连接所述反应柱(21)的顶部，所述排气支管(38)的另一端经所述排气阀(39)连接所述气体集气器(40)，所述气体集气器(40)经所述排气总管(42)与所述密闭水箱(49)的下部进水口连接，所述排气总管(42)上设有所述排气总阀(43)，所述密闭水箱(49)上设有所述检查口(55)，当所述密闭水箱(49)中有沉淀物通过所述检查口(55)进行排除，所述末端排水管(46)一端出水口伸向所述敞口水箱(44)的底部，所述末端排水管(46)另一端经所述末端排水阀(47)与所述第三存水弯(48)连接后再与所述密闭水箱(49)的下部进水口连接，所述密闭水箱(49)的顶部接所述注水管(51)，所述注水管(51)经所述注水阀(50)与外界水源相连，所述密闭水箱(49)的顶部经所述气囊进气管(52)与所述弹性气囊(54)相连，所述气囊进气管(52)上设有所述气囊进气阀(53)；所述气体回收系统包括第一存水弯(23)、气体回流进气阀(25)、回流风机(32)、气体回流支管(33)、第二气体分配器(34)、第二气管接头(35)、气体回流总阀(36)及气体回流总管(37)，所述第一存水弯(23)的一端通过三通分别连接所述配气管(17)及所述曝气器(24)，所述第一存水弯(23)的另一端经所述气体回流进气阀(25)与所述回流风机(32)相连，所述回流风机(32)经所述气体回流支管(33)与所述第二气体分配器(34)相连，所述第二气体分配器(34)经所述气体回流总管(37)与所述密闭水箱(49)的顶部连接，所述气体回流总管(37)上设有所述气体回流总阀(36)；所述水封净化系统包括尾气处理管(56)、尾气处理阀(57)、透明管(58)、尾气处理池(59)及尾气处理池排水阀(60)，所述尾气处理管(56)一端接所述密闭水箱(49)顶部，所述尾气处理管(56)另一端经所述尾气处理阀(57)接所述透明管(58)，所述透明管(58)出气口伸向所述尾气处理池(59)的底部，所述尾气处理池(59)的末端排水管上设有所述尾气处理池排水阀(60)。
2.如权利要求1所述气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置的使用方法，其特征在于该方法具体步骤如下：
(1)检测装置的组装：
采用两套以上相同规格尺寸的柱体反应系统并联，将每套柱体反应系统经所述配水管(7)与所述配水系统的所述水管接头(6)相接，将每套柱体反应系统经所述下端排水管(9)与所述排水系统中的所述敞口水箱(44)的底部相接，将每套柱体反应系统经所述配气管(17)与所述配气系统的所述第一气管接头(15)相接，将每套柱体反应系统经所述排气支管(38)与所述集气系统的第三气管接头(41)相接，将每套柱体反应系统经所述反冲洗排水管(31)接至所述集气系统的所述敞口水箱(44)底部，将每套柱体反应系统经所述气体回流支管(33)与所述气体回收系统的所述第二气管接头(35)相连，构成气囊隔离水封净化型载体厌氧生化性能检测装置，然后在每套柱体反应系统的所述反应柱(21)内填充待测生物载体，并进行进水、排水、配气、集气和气体回收联动调试；
(2)挂膜启动：
每套柱体反应系统生化条件一致，每套柱体反应系统中按4000mg/L的浓度投加活性污泥，DO浓度控制在0.2mg/L以下，进水pH值控制在6.5～7.5，所述反应柱(21)置于室温为25±5℃的条件下，先闷爆2天，采用厌氧序批式生物膜反应器工艺运行，每天运行两个周期，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，其中第三天开始换水排泥运行，换水率为50％，每天排泥一次，排泥量为污泥总体积的1/15，第18天后每次换水前均放空所述反应柱(21)，再补充污水进入下一个周期的运行，取所述反应柱(21)每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，取样点为所述反应柱(21)下部位置的所述水样采集阀(27)，该处的所述水样采集阀(27)高于所述承托层(29)，检测其水质指标，当COD、NH3-N去除率稳定并≥50％，且载体表面出现棕褐色的粘膜时挂膜启动完成；
(3)换水操作：
提前打开所述排气阀(39)、排气总阀(43)及所述尾气处理阀(57)，所述配水箱(1)中污水由所述进水泵(3)经所述进水总管(4)，在所述分流器(5)分配作用下经所述水管接头(6)及所述配水管(7)进入所述反应柱(21)内，所述反应柱(21)内污水液面高度上升到所述反应柱(21)顶部，关闭所述下端进水阀(8)；打开所述氮气瓶(11)上的阀门，氮气经过所述减压总阀(12)及所述进气管(13)，在所述第一气体分配器(14)分配作用下经所述第一气管接头(15)、所述配气管(17)及三通进入所述反应柱(21)内，曝气结束关闭所述配气阀(18)、所述尾气处理阀(57)，打开所述气囊进气阀(53)，所述弹性气囊(54)由卷曲变为舒展状态；排空所述反应柱(21)内污水时，打开所述下端排水阀(10)，经所述下端排水管(9)直接排入到所述敞口水箱(44)；
(4)运行调节：
进水使用碳酸氢钠和碳酸钠配置成的缓冲液，使进水pH值保持为6.5～7.5，反应器置于室温为25±5℃的条件下；所述敞口水箱(44)液面高于所述下端排水管(9)进入所述敞口水箱(44)底部的管口，所述敞口水箱(44)液面高于所述反冲洗排水管(31)伸入所述敞口水箱(44)的排水口，所述敞口水箱(44)液面高于所述末端排水管(46)伸入所述敞口水箱(44)的排水口，所述尾气处理池(59)的液面高于所述透明管(58)伸入所述尾气处理池(59)的出气口，所述透明管(58)管内液面高度低于所述尾气处理池(59)的液面高度，即保持所述反应柱(21)内部处于正压状态；
(5)反冲洗：
当填料运行一段时间出现板结需进行反冲洗，打开所述水箱阀(2)、所述下端进水阀(8)及所述反冲洗排水阀(30)，关闭所述配气阀(18)、所述末端排水阀(47)、所述注水阀(50)及所述尾气处理阀(57)，打开所述气囊进气阀(53)、所述气体回流总阀(36)、所述气体回流进气阀(25)，启动所述进水泵(3)，将所述配水箱(1)中污水送到所述反应柱(21)中；启动所述回流风机(32)，将所述弹性气囊(54)中的气体送到所述反应柱(21)中，一边气液反冲洗，一边将反冲洗污水经所述反冲洗排水管(31)排入所述敞口水箱(44)中，所述反应柱(21)中剩余液体经所述下端排水管(9)排入所述敞口水箱(44)中，反冲洗结束后关闭所述下端进水阀(8)、所述下端排水阀(10)、所述配气阀(18)、所述反冲洗排水阀(30)、所述气体回流进气阀(25)及所述气体回流总阀(36)；
(6)储气、水封净化及排气：
反应过程产生的气体与反应前的氮气吹扫都暂时缓存于所述弹性气囊(55)中，所述进水泵(3)停止进水后，先打开所述末端排水阀(47)，放空所述密闭水箱(49)后再关闭所述末端排水阀(47)，再打开所述气囊进气阀(53)，排出所述弹性气囊(54)中气体，气体经所述排气总管(42)、所述排气支管(38)回流到所述反应柱(21)，保证了反应器反应条件为厌氧状态；所述密闭水箱(49)中液体对反应过程产生的气体进行过滤；随着反应进行，所述弹性气囊(54)中气体增多，导致所述弹性气囊(54)内压不断增大，所述密闭水箱(49)顶部通过所述尾气处理管(56)连接的所述尾气处理池(59)，能够将所述弹性气囊(54)内多余的气体排出及过滤，起到对所述弹性气囊(54)的保护作用；
(7)曲线族检测：
每天运行2个周期，每个周期12个小时，每个周期按照“进水0.5h、反应10h、排水、待机”的程序进行，取所述反应柱(21)每天运行第一个周期结束后的出水，即白天运行的周期结束后的出水水样，当挂膜启动完成后继续检测出水COD、氨氮、硝态氮、亚硝态氮及生物相的变化情况，去除出水COD和NH3-N浓度查出出水均值的±15％范围的数据，直至系统稳定运行得出的有效数据不少于10组，然后再按由低到高或由高到低的顺序调整下一进水基质浓度并重复步骤(1)，直至进水基质浓度个数不少于5组；
(8)曲线族合成：
将步骤(2)进水基质浓度下对应出水不少于10组的COD、氨氮有效数据的均值作为出水浓度，以进水基质浓度为横坐标，出水浓度为纵坐标，拟合绘制所测载体随进水基质浓度变化出水浓度随之变化的对应关系曲线，即载体厌氧生化特性曲线，同种水质下不同载体的厌氧生化特性曲线构成曲线族。
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