CN211978896U - 一种快速获得活性污泥最大呼吸速率装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速获得活性污泥的最大呼吸速率装置，包括反应池主体、反应池盖、溶解氧DO电极，反应池盖扣在反应池的上方，溶解氧DO电极穿过反应池盖插入到反应池中，污泥/排空蠕动泵通过管路与反应池和三通电磁阀连接，三通电磁阀另外两路分别连接污泥池和废液桶，水样蠕动泵通过管路与反应池和水样池连接，营养液蠕动泵、清洗液蠕动泵通过管路分别于营养液瓶和清洗液瓶连接，微型气泵通过管路与反应池和空气过滤器连接，反应池主体下方具有搅拌装置。本实用新型具有操作简单、维护方便、自动化程度高、可灵活配置等特点，可应用于实际污水厂的进水水质在线监控。

Description

一种快速获得活性污泥最大呼吸速率装置

技术领域

本实用新型涉及一种快速获得活性污泥最大呼吸速率的方法及装置，并可同时测定进水影响下呼吸速率。最大呼吸速率值可用于评价污水处理厂的污泥活性状态，进水影响下的呼吸速率值则可评价进水水质对活性污泥的影响，并进一步用于评价进水水质的毒性级别。属于环境监测技术领域。

背景技术

目前，污水处理领域使用最为广泛的技术是活性污泥法，它利用活性污泥中微生物的新陈代谢作用，转化和降解废水中的污染物质。活性污泥的好氧呼吸速率(OxygenUptake Rate，OUR)是指单位体积的好氧微生物在单位时间内消耗的溶解氧。好氧呼吸速率可以反映活性污泥中微生物降解底物基质的动态特性，是一种能够更加直接反映污水生化处理系统运行状态的参数，既可以用来判断废水的毒性特征，也可以用于指导污水处理厂的运行管理。

目前，呼吸速率的测量方法主要有三类：估计法、耗气法和仪器法。①估计法测量呼吸速率，根据在线测量的空气流速和DO浓度值算出呼吸速率，依据完全混合式曝气池中溶解氧动力学模型。②耗气法测量呼吸速率，是根据空气经过曝气池后消耗的氧气除以曝气池体积得出，需要同时测量进、出曝气池空气中的氧气浓度和空气流量。由于测量装置复杂，比较少用。③仪器法测量呼吸速率，是设计与曝气池相连的反应器，并在此反应器中进行DO浓度值的测量来计算氧消耗。由于测量简单快速，应用比较广泛。按照反应器是否密封，可以分为密闭式和开放式。密闭式测量方法采用密封的反应器，反应器内的活性污泥不接触外界大气，测量不需考虑大气复氧作用。开放式测量方法采用的反应器不密封，内置曝气头，活性污泥与外界大气存在氧的交换，测量需要考虑大气复氧作用。

相对于密闭式呼吸速率测量方法，开放式呼吸速率测量方法的反应器更接近曝气池的真实情况，既与大气相通又有人工曝气装置，还没有密闭式反应器的密封问题，加工更容易，能够实现呼吸速率的连续测量。采用开放式呼吸速率测量方法的在线呼吸速率仪，通过连续监测微生物呼吸速率的变化，可以快速了解污水处理厂进水对微生物的呼吸影响，从而判断进水负荷突变情况以及微生物的活性抑制情况。

在装有活性污泥微生物的开放式反应器中，加入过量底物基质，并进行持续曝气，使活性污泥微生物达到最大呼吸速率。当活性污泥混合液的溶解氧(DO)浓度达到稳定值时，混合液的氧传质速率等于活性污泥微生物的总呼吸速率，此时，总呼吸速率可由氧传质表示：

OUR_tot＝K_La(DO_s-DO_t) (式1)

式中，OUR_tot为反应器中活性污泥微生物的总呼吸速率，单位：mg/(L·min)；DO_t为加入过量底物后的平衡溶解氧，单位：mg/L；DO_s为饱和溶解氧；K_La为氧传质系数，单位：min^-1。

当前，用于测定污泥生物活性的反应器大都是采用连续培养式测量系统，主要问题包括：①系统内设置了2个溶解氧电极，放置于反应器的进水、出水端，电极之间存在系统误差；②系统只能测定水质突变带来的进水毒性变化，无法评价水样的绝对毒性，即当样品一直有平稳毒性的条件下，系统无法测量出来；③系统相对复杂，系统内各单元需要精确控制参数才能获得理想结果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的问题及缺陷，提供一种系统相对简单，可连续稳定运行的获得活性污泥最大呼吸速率的方法及装置。它主要包含1个混合反应池、1根溶解氧电极等，结构简单，且可消除多电极体系带来的系统误差，同时灵活的流路结合检测流程的配置可以实现在单个测量周期内获得污泥最大总呼吸速率及受抑制后的污泥呼吸速率，两者之间的比值作为毒性评价的指标，可以评价进水的绝对毒性级别。

检测装置包括反应池主体、反应池盖、溶解氧DO电极，反应池盖扣在反应池的上方，溶解氧DO电极穿过反应池盖插入到反应池中，污泥/排空蠕动泵通过管路与反应池和三通电磁阀连接，三通电磁阀另外两路分别连接污泥池和废液桶，水样蠕动泵通过管路与反应池和水样池连接，营养液蠕动泵、清洗液蠕动泵通过管路分别于营养液瓶和清洗液瓶连接，微型气泵通过管路与反应池和空气过滤器连接反应池主体下方具有搅拌装置。

所述的污泥/排空蠕动泵通过管道一端连接三通阀，另一端接入反应池的底部区域，可将一定量的污泥泵入反应池内，并可将反应池内的混合液排空；所述的水样蠕动泵通过管道一端连接水样过滤器、另一端接入反应池，水样过滤器沉入到水样池的液面以下，水样蠕动泵可将一定量的待测水样过滤后泵入反应池内；所述的营养液蠕动泵一端连接营养液瓶，另一端接入反应池，可将一定量的营养液泵入到反应池；所述的清洗液蠕动泵一端连接清洗瓶，另一端接入反应池，可将一定量的清洗液泵入到反应池；所述的微型气泵一端连接空气过滤器，另一端接入到反应池，且气管的端面沉入到反应池的底部区域，可以将一定量的清洁空气泵入到反应池内。

所述搅拌装置包括磁力搅拌器和子力搅拌子，所述溶解氧DO电极含温度传感器，可根据实时测定的介质温度值自动进行温度校正，溶解氧DO电极插入到反应池主体的底部，电极上部与信号采集器及主控上位机连接，溶解氧DO电极置于反应池内，且电极传感端面靠近反应池底部，电极的导线接入信号采集器，采集后的信号接入主控上位机，水样池内具有水样过滤器，水样过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成。主控上位机内包括控制程序，可编辑检测流程，并控制装置内各电控器件按照时序进行顺序工作，并可对采集的数据进行保存、分析、处理等功能。

微型气泵连接的管路穿过反应池盖插入到反应池主体的底部，水样蠕动泵、营养液蠕动泵和清洗液蠕动泵连接的管路穿过反应池盖其末端在反应池主体的上部。

所述反应池主体的材料为耐腐蚀工程透明塑料或石英玻璃，所述的反应池盖的材料为耐腐蚀的工程塑料，其与反应池主体结合处密封。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型涉及的污水处理厂进水毒性在线检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下述实例仅对本实用新型作进一步详细说明，但不构成对本实用新型的任何限制。

一种污水处理厂活性污泥最大呼吸速率测定装置，检测装置包括反应池主体101、反应池盖102、溶解氧DO电极3，反应池盖102扣在反应池101的上方，溶解氧 DO电极3穿过反应池盖102插入到反应池101中，污泥/排空蠕动泵8通过管路与反应池101和三通电磁阀9连接，三通电磁阀的另外两路分别连接污泥池和废液桶 13，水样蠕动泵6通过管路与反应池101和水样池连接，微型气泵7通过管路与反应池101和空气过滤器12连接，营养液蠕动泵4、清洗液蠕动泵5通过管路分别与营养液瓶14和清洗液瓶15连接，反应池主体101下方具有搅拌装置。

所述搅拌装置包括磁力搅拌器201和磁力搅拌子202，所述溶解氧DO电极3含温度传感器，可根据实时测定的介质温度值自动进行温度校正，溶解氧DO电极3 插入到反应池主体101的底部，电极3上部与信号采集器10及主控上位机11连接，水样池内具有水样过滤器16，水样过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成。

微型气泵7连接的管路穿过反应池盖102插入到反应池主体101的底部，水样蠕动泵6、营养液蠕动泵4和清洗液蠕动泵5连接的管路穿过反应池盖102其末端在反应池主体101的上部。

所述反应池主体101的材料为耐腐蚀工程透明塑料或石英玻璃，所述的反应池盖102的材料为耐腐蚀的工程塑料，其与反应池主体101结合处密封。

污泥/排空蠕动泵8、水样蠕动泵6、营养液蠕动泵4、清洗液蠕动泵5流量范围为0.5mL/min～500mL/min，均与主控上位机连接用于调节流速和运行时间。

所述的微型气泵7的气体流量范围为0.5L/min～1000L/min，且可通过主控上位机调节流路和运行时间；所述的空气过滤器为铜烧结滤芯、陶瓷滤芯或聚氨酯滤芯，透过孔径为0.2um-100um之间；所述的水样过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成，其中膜透过孔径在0.2μm～200μm之间。

Claims (5)

1.一种快速获得活性污泥最大呼吸速率装置，其特征在于，所述装置包括反应池(101)、反应池盖(102)、溶解氧DO电极(3)，反应池盖(102)扣在反应池(101)的上方，溶解氧DO电极(3)穿过反应池盖(102)插入到反应池(101)中，污泥/排空蠕动泵(8)通过管路与反应池(101)和三通电磁阀(9)连接，三通电磁阀(9)另外两路分别连接污泥池和废液桶(13)；水样蠕动泵(6)通过管路与反应池(101)和水样池连接，营养液蠕动泵(4)通过管路和营养液瓶(14)连接，清洗液蠕动泵(5)通过管路和清洗液瓶(15)连接，微型气泵(7)通过管路与反应池(101)和空气过滤器(12)连接，反应池(101)下方具有搅拌装置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述搅拌装置包括磁力搅拌器(201)和磁力搅拌子(202)，所述溶解氧DO电极(3)含温度传感器，可根据实时测定的介质温度值自动进行温度校正，溶解氧DO电极(3)插入到反应池(101)的底部，电极(3)上部与信号采集器(10)及主控上位机(11)连接，水样池内具有水样过滤器(16)，水样过滤器为中空纤维膜、平面微滤膜、或陶瓷膜构成。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，微型气泵(7)连接的管路穿过反应池盖(102)插入到反应池(101)的底部，水样蠕动泵(6)、营养液蠕动泵(4)和清洗液蠕动泵(5)连接的管路穿过反应池盖(102)其末端在反应池(101)的上部。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述反应池(101)的材料为耐腐蚀工程透明塑料或石英玻璃，所述的反应池盖(102)的材料为耐腐蚀的工程塑料，其与反应池(101)结合处密封。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，污泥/排空蠕动泵(8)、水样蠕动泵(6)、营养液蠕动泵(4)、清洗液蠕动泵(5)流量范围为0.5mL/min～500mL/min，均与主控上位机连接用于调节流速和运行时间。

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