CN206089688U - 一种硝化菌动力学参数测量装置 - Google Patents

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于莉芳
傅学焘
杜倩倩
杨秀玲
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Abstract

本实用新型公开了一种硝化菌动力学参数测量装置，包括反应室、溶氧仪、PH计和曝气泵，所述反应室放置在磁力搅拌器的上方，反应室的底部安装有磁力转子；反应室内设置有活塞，活塞的高度能够调节；所述溶氧仪的溶氧探头、PH计的PH探头和曝气泵的曝气砂芯均穿过活塞伸入所述反应室的内部。本实用新型通过磁力搅拌器和磁力转子的配合，实现反应室内物质的搅拌；通过设置活塞，实现反应室内部的密封，同时活塞的高度可调；本实用新型的测量参数少，耗时短，操作简便；避免气、液相间氧传递，所测DO‑t数据准确。

Description

一种硝化菌动力学参数测量装置
技术领域
本实用新型属于污水处理领域，涉及一种硝化菌动力学参数测量装置。
背景技术
污水处理是一种模仿自然界中微生物降解有机物过程的工艺，在污染物降解的过程中，微生物增长。随着污水生物处理技术的迅速发展，微生物动力学模型被引入到水处理中，污水生物处理动力学主要描述基质降解、微生物增长及两者与环境要素的关系。活性污泥数学模型已成为现在污水处理厂设计和操作运行中不可缺少的重要内容。随着模型研究的发展，越来越多的过程被包含在模型中，使得模型结构更加复杂，而在实验中对不同微生物的动力学参数的测量是模型准确运用的前提。对于硝化菌的动力学参数KO，现有的测算方法需要在不同溶解氧浓度下测量基质的消耗速率，将氨氮或者亚硝氮作为直接测量参数，用其来计算硝化菌动力学参数KO，这样的方法需要大量的水质参数，这往往费时费力，而且恒定溶解氧通常需要精密的仪器。而另外一种方法通过检测DO(溶解氧)随时间的变化，最终通过拟合计算得到KO，但是在检测DO的过程中，存在着气相与液相之间氧的传递，测量结果误差较大。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题或缺陷，本实用新型的目的在于，提供一种硝化菌动力学参数KO测量装置，克服动力学参数KO测试参数多、耗时长、操作不方便的问题，针对两相间氧传递问题，实现在短时间内，通过简易的操作便能获得DO-t数据。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种硝化菌动力学参数测量装置，包括反应室、溶氧仪、PH计和曝气泵，所述反应室放置在磁力搅拌器的上方，反应室的底部安装有磁力转子；反应室内设置有活塞，活塞的高度能够调节，所述活塞上设置有加药口；所述溶氧仪的溶氧探头、PH计的PH探头和曝气泵的曝气砂芯均穿过活塞伸入所述反应室的内部。
具体地，所述反应室的顶部设置有支架，支架上设置有人孔盖，人孔盖的下方连接有螺栓，螺栓的末端连接所述活塞。
进一步地，所述活塞与反应室的内壁之间设置有橡胶层。
进一步地，所述活塞上设置有曝气管插口、PH探头插口和溶氧探头插口，所述曝气泵的曝气砂芯、PH计的PH探头和溶氧仪的溶氧探头分别穿过曝气管插口、PH探头插口和溶氧探头插口进入所述反应室内部。
进一步地，所述反应室的内壁上设置有水浴层，水浴层通过循环管道连接恒温循环器。
与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：本实用新型通过磁力搅拌器和磁力转子的配合，实现反应室内物质的搅拌；通过设置活塞，实现反应室内部的密封，同时活塞的高度可调；本实用新型的测量参数少，耗时短，操作简便；避免气、液相间氧传递，所测DO-t数据准确。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为反应室的俯视图；
图中各个标号含义：1—反应室，2—水浴层，3—活塞，4—加药盖，5—螺栓，6—人孔盖，7—pH探头，8—溶氧探头，9—曝气砂芯，10—磁力转子，11—溶氧仪，12—pH计，13—恒温循环器，14—曝气泵，15—磁力搅拌器，16—支架，17—橡胶层，18—溶氧探头插口，19—pH探头插口，20—加药口，21—曝气管插口。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型的方案作进一步详细地解释和说明。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型的硝化菌动力学参数测量装置，包括反应室1、溶氧仪11、PH计12和曝气泵14，所述反应室1放置在磁力搅拌器15的上方，反应室1的底部安装有磁力转子10；反应室1内设置有活塞3，活塞3的高度能够调节，所述活塞3上还设置有加药口20，加药口20上设置有加药盖4。加药口20的设置目的在于便于向反应室1内部加入NH4Cl、NaHCO3或者活性污泥，同时还用于排气；所述溶氧仪11的溶氧探头8、PH计12的PH探头7和曝气泵14的曝气砂芯9均穿过活塞3伸入所述反应室1的内部。
本实用新型通过磁力搅拌器15和磁力转子10的配合，实现反应室1内物质的搅拌；通过设置活塞3，实现反应室1内部的密封，同时活塞3的高度可调。当测量开始后，活性污泥加入反应室1内，调节活塞与反应室1内的物质液面保持一定的间隔，防止当曝气泵14打开后，活性污泥的液面发生波动，导致少量活性污泥的溢出。当需要排出反应室1内的空气时，调节活塞3的高低，使其与活性污泥液面接触，从而排出活塞3下方的空气。
溶氧仪12的溶氧探头8用于测量反应室1内的溶氧量，PH计12的PH探头7用于测量反应室1内的PH，曝气泵14的曝气砂芯9用于向反应室1内曝气充氧。
为了实现活塞3高度的调节，所述反应室1的顶部设置有支架16，支架16上设置有人孔盖6，人孔盖6的下方连接有螺栓5，螺栓5的末端连接所述活塞3；当需要调节活塞3的高度时，仅需旋转人孔盖6，从而通过螺栓5带动活塞3移动。
所述活塞3上设置有曝气管插口21、PH探头插口19和溶氧探头插口18，所述曝气泵14的曝气砂芯9、PH计12的PH探头7和溶氧仪11的溶氧探头8分别穿过曝气管插口21、PH探头插口19和溶氧探头插口18进入所述反应室1内部。
为了实现反应室1的密封，所述活塞3与反应室1的内壁之间设置有橡胶层17。
为了保持反应室1内温度的恒定，所述反应室1的内壁上设置有水浴层2，水浴层2通过循环管道连接恒温循环器13。
下面通过本实用新型的装置以实验室SBR反应器中活性污泥作为硝化菌来源，氨氮溶液作为硝化菌基质溶液时的实例来说明实现硝化菌动力学参数KO的测量过程。具体包括以下步骤：
1)开启恒温循环器13，设置温度(-10～100℃)，形成水浴循环系统；
2)拧开加药盖4，取一定体积(0～500mL)的活性污泥加入反应室1中，保证活塞3与液面有一定的间隔(100～200mL)；反应室1完全密封设置，此时仅有加药口20打开，当曝气泵14打开后，气体从加药口20排出，活性污泥体积稍有增大，并且液面波动，如果不留一定的间隔，会有少量活性污泥溢出。
3)开启磁力搅拌器15；
4)依次开启曝气泵14、溶氧仪11、pH计12；
5)待恒温循环器13实测温度达到所设温度，溶氧仪11读数稳定在7mg/L以上，关闭曝气泵14；
6)旋转人孔盖6，调节活塞3的位置，使活塞3与液面完全接触；目的在于，排出2)中所留间隔的空气，避免空气与活性污泥之间的氧传递，减小误差。
7)从加药口20加入备好的NH4Cl、NaHCO3；
8)拧上加药盖4，开启溶氧仪11的自动计数功能，每隔1～1000s计数一次；
9)待溶氧仪11读数稳定在0mg/L，测量结束；
10)导出溶氧仪11的DO-t数据，拟合计算得到硝化菌动力学参数KO。

Claims (5)

1.一种硝化菌动力学参数测量装置，包括反应室(1)、溶氧仪(11)、PH计(12)和曝气泵(14)，其特征在于，所述反应室(1)放置在磁力搅拌器(15)的上方，反应室(1)的底部安装有磁力转子(10)；反应室(1)内设置有活塞(3)，活塞(3)的高度能够调节，所述活塞(3)上设置有加药口(20)；所述溶氧仪(11)的溶氧探头(8)、PH计(12)的PH探头(7)和曝气泵(14)的曝气砂芯(9)均穿过活塞(3)伸入所述反应室(1)的内部。
2.如权利要求1所述的硝化菌动力学参数测量装置，其特征在于，所述反应室(1)的顶部设置有支架(16)，支架(16)上设置有人孔盖(6)，人孔盖(6)的下方连接有螺栓(5)，螺栓(5)的末端连接所述活塞(3)。
3.如权利要求1所述的硝化菌动力学参数测量装置，其特征在于，所述活塞(3)与反应室(1)的内壁之间设置有橡胶层(17)。
4.如权利要求1所述的硝化菌动力学参数测量装置，其特征在于，所述活塞(3)上设置有曝气管插口(21)、PH探头插口(19)和溶氧探头插口(18)，所述曝气泵(14)的曝气砂芯(9)、PH计(12)的PH探头(7)和溶氧仪(11)的溶氧探头(8)分别穿过曝气管插口(21)、PH探头插口(19)和溶氧探头插口(18)进入所述反应室(1)内部。
5.如权利要求1所述的硝化菌动力学参数测量装置，其特征在于，所述反应室(1)的内壁上设置有水浴层(2)，水浴层(2)通过循环管道连接恒温循环器(13)。
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