本發(fā)明涉及化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的判定方法及厭氧反應(yīng)裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著國家對食品質(zhì)量要求的日趨嚴(yán)格，食品生產(chǎn)企業(yè)為滿足質(zhì)量要求會在生產(chǎn)過程中使用各式各樣的化學(xué)藥劑，而使用的化學(xué)藥劑很大一部分終究會隨污水排入污水處理系統(tǒng)中。現(xiàn)有常規(guī)的污水處理系統(tǒng)按對污水處理的流程包括調(diào)節(jié)系統(tǒng)、污水厭氧處理系統(tǒng)和污水好氧處理系統(tǒng)。對于這些隨污水進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)中的化學(xué)藥劑，很多會影響污水厭氧處理系統(tǒng)中厭氧菌的活性，從而影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行。但目前尚未見有判定化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的方法的相關(guān)報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的判定方法及厭氧反應(yīng)裝置。該方法可以判斷新化學(xué)藥劑的使用對污水厭氧處理系統(tǒng)中的厭氧菌是否有毒性，便于指導(dǎo)新化學(xué)藥劑在生產(chǎn)過程中的使用。

本發(fā)明所述的化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的判定方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)試驗需要準(zhǔn)備相應(yīng)套數(shù)的厭氧反應(yīng)裝置，所述的厭氧反應(yīng)裝置包括厭氧反應(yīng)容器、振蕩器、氣體收集容器和承載容器，所述的厭氧反應(yīng)容器置于振蕩器上，所述的氣體收集容器和承載容器中均盛滿液體，且氣體收集容器呈開口朝下的狀態(tài)置于所述的承載容器中，此時的氣體收集容器處于液體密封狀態(tài)，所述的厭氧反應(yīng)容器和氣體收集容器之間通過管路連通；

2)根據(jù)下述公式(1)計算將要投入生產(chǎn)使用的化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后其進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)的理論濃度C：

其中，C表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后其進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)的理論濃度，ppm；

C_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放濃度，ppm；

Q_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放量，m³；

t_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放時間，h；

Q_總表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水厭氧處理系統(tǒng)每天處理的污水總量，m³；

Q_存表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水處理系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常存水量，m³；

3)按C、2C的濃度配制化學(xué)藥劑與進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)前的污水的混合溶液，取配制好的C、2C濃度的化學(xué)藥劑藥液各x mL分別置于兩套厭氧反應(yīng)裝置的厭氧反應(yīng)容器中；同時做2個空白試驗；分別在上述各厭氧反應(yīng)容器中添加污水厭氧處理系統(tǒng)中的污泥與污水的混合液y mL，混合均勻；其中，添加的污水厭氧處理系統(tǒng)中的污泥的體積為y₁mL，添加的污水的體積y₂mL，本步驟中，所有用到的污泥和污水均取自厭氧處理系統(tǒng)中的同一個厭氧池，所述x、y、y₁和y₂的值按下述公式(2)至(5)計算：

x+y＝V_{反應(yīng)器} (2)

y₁+y₂＝y(tǒng) (4)

y₁＝y(tǒng)*f (5)

其中，V_{反應(yīng)器}表示厭氧反應(yīng)裝置中厭氧反應(yīng)容器的有效容積，mL，

Q_實際表示所取的污泥所在的厭氧池每天處理的污水總量，m³；

V_有效表示所取的污泥所在的厭氧池的有效容積，m³；

f表示所取的污泥所在的厭氧池在充分?jǐn)嚢柘履嗨旌弦撼恋?0min污泥的沉降比值；

4)取其中一個空白試驗中厭氧反應(yīng)容器中的上清液測定CODcr值，記為測試起始CODcr值濃度A_起，單位為mg/L；記錄其余各套厭氧反應(yīng)裝置中各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試起始?xì)怏w體積B_起，單位為mL；

5)啟動各套厭氧反應(yīng)裝置中的振蕩器，設(shè)置振蕩頻率一致，振蕩一定時間后記錄各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試結(jié)束氣體體積B_結(jié)，單位為mL；同時抽取各厭氧反應(yīng)容器中的上清液測試CODcr值，記為測試結(jié)束CODcr值濃度A_結(jié)，單位為mg/L；其中，振蕩的時間以g表示，代表含有該化學(xué)藥劑的污水進(jìn)入所取污泥所在的厭氧池中的水力停留時間，按下述公式(6)計算：

其中，g表示振蕩的時間，h；

Q_{進(jìn)水流量}表示所取的污泥所在的厭氧池的進(jìn)水流量，m³/h；

V_有效表示所取的污泥所在的厭氧池的有效容積，m³；

6)按下述表1所示記錄、計算結(jié)果，再根據(jù)下述判定條件判斷該化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)是否會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行：

表1：

當(dāng)同時滿足下述條件1和條件2時，判定該化學(xué)試劑投入生產(chǎn)使用后不會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行，否則，判定該化學(xué)試劑投入生產(chǎn)使用后會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行：

條件1：b₁、b₂和b₃均＞0；

條件2：A₁、A₂和A₃均為正值，且|a_差1|和|a_差2|均＜e；其中，e按下述公式(7)計算：

其中，W_{設(shè)計處理負(fù)荷}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的CODcr設(shè)計處理負(fù)荷，t/d；

W_{實際處理負(fù)荷}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的CODcr實際處理負(fù)荷，t/d；

Q_{實際處理水量}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的實際處理水量，m³/d；

A_{原水CODcr值}表示原水的CODcr值，mg/L。

在使用上述方法進(jìn)行判定時，當(dāng)同時滿足下述條件1和條件2時，說明新化學(xué)試劑的殘留對污水厭氧處理系統(tǒng)中厭氧菌活性的影響不大，從而判定該化學(xué)試劑投入生產(chǎn)使用后不會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行；否則判定為會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行。

當(dāng)企業(yè)的污水厭氧處理系統(tǒng)僅含有一個厭氧池時，上述判定方法的結(jié)果即為最終結(jié)果。但當(dāng)企業(yè)的污水厭氧處理系統(tǒng)含有兩個以上的厭氧池時，需要按上述方法對每個厭氧池的影響做判定，僅當(dāng)所有厭氧池的結(jié)果均為可以正常運行時，才說明化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用后不會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行。

上述判定方法步驟1)中使用的厭氧反應(yīng)裝置，其中的厭氧反應(yīng)容器優(yōu)選為帶塞抽濾瓶。

上述判定方法步驟1)中使用的厭氧反應(yīng)裝置，其中的氣體收集容器優(yōu)選為滿刻度量筒。

上述判定方法步驟1)中使用的厭氧反應(yīng)裝置，其中的承載容器優(yōu)選為容積大于氣體收集容器的燒杯。

上述判定方法步驟5)中，振蕩頻率通常設(shè)置為30-50Hz。

本發(fā)明還提供使用上述方法判定化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用時是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行時應(yīng)用的厭氧反應(yīng)裝置，該厭氧反應(yīng)裝置包括厭氧反應(yīng)容器、振蕩器、氣體收集容器和承載容器，所述的氣體收集容器和承載容器中均盛滿液體，且氣體收集容器呈開口朝下的狀態(tài)置于所述的承載容器中，此時的氣體收集容器處于液體密封狀態(tài)，所述的厭氧反應(yīng)容器和氣體收集容器之間通過管路連通。

上述厭氧反應(yīng)裝置中，從成本及設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單角度考慮，所述的厭氧反應(yīng)容器優(yōu)選為帶塞抽濾瓶，所述的氣體收集容器優(yōu)選為滿刻度量筒，所述的承載容器優(yōu)選為容積大于氣體收集容器的燒杯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的判定方法及使用的厭氧反應(yīng)裝置，通過該方法可以在該化學(xué)藥劑正式投入生產(chǎn)使用前就其對污水厭氧處理系統(tǒng)中厭氧菌的毒性進(jìn)行測試，從而快速判斷該化學(xué)藥劑是否可投入生產(chǎn)使用，避免大量投入使用后其對厭氧菌產(chǎn)生不利影響的情況發(fā)生，保證污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行，在生產(chǎn)過程中起到指導(dǎo)作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述判定方法中使用的厭氧反應(yīng)裝置的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中標(biāo)號為：

1 振蕩器；2 厭氧反應(yīng)容器；3 橡膠管；4 氣體收集容器；5 承載容器。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述,以更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容,但本發(fā)明并不限于以下實施例。

實施例1：厭氧反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)

本發(fā)明所述的厭氧反應(yīng)裝置包括厭氧反應(yīng)容器2、振蕩器1、氣體收集容器4和承載容器5，所述的厭氧反應(yīng)容器2置于振蕩器1上，當(dāng)開啟振蕩器1時，所述的厭氧反應(yīng)容器2及其中的液體會隨之振蕩；所述的氣體收集容器4和承載容器5中均盛滿液體，且氣體收集容器4呈開口朝下的狀態(tài)置于所述的承載容器5中，此時的氣體收集容器4處于液體密封狀態(tài)，所述的厭氧反應(yīng)容器2和氣體收集容器4之間通過橡膠管3連通。具體地，在圖1所示的實施方式中，所述的厭氧反應(yīng)容器2為帶塞抽濾瓶，所述的氣體收集容器4為滿刻度量筒，所述的承載容器5為容積大于氣體收集容器4的燒杯，所述的液體為水。

實施例2：判定化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否會影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的方法

本發(fā)明所述的一種化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)使用是否影響污水厭氧處理系統(tǒng)正常運行的判定方法，包括以下步驟：

1)根據(jù)試驗需要準(zhǔn)備相應(yīng)套數(shù)(本實施方式中為四套，其中兩套用于空白試驗，其余兩套分別用于做濃度為C和2C(即2倍的濃度C)的化學(xué)藥劑濃度的試驗)的厭氧反應(yīng)裝置，所述的厭氧反應(yīng)裝置包括厭氧反應(yīng)容器、振蕩器、氣體收集容器和承載容器，所述的厭氧反應(yīng)容器置于振蕩器上，當(dāng)開啟振蕩器時，所述的厭氧反應(yīng)容器及其中的液體會隨之振蕩；所述的氣體收集容器和承載容器中均盛滿液體，且氣體收集容器呈開口朝下的狀態(tài)置于所述的承載容器中，此時的氣體收集容器處于液體密封狀態(tài)，所述的厭氧反應(yīng)容器和氣體收集容器之間通過管路連通；

2)根據(jù)下述公式(1)計算將要投入生產(chǎn)使用的化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后其進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)的理論濃度C：

其中，C表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后其進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)的理論濃度，ppm；

C_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放濃度，ppm；

Q_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放量，m³；

t_排表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后的設(shè)計排放時間，h；

Q_總表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水厭氧處理系統(tǒng)每天處理的污水總量，m³；

Q_存表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水處理系統(tǒng)中的調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常存水量，m³；

3)按C、2C的濃度配制化學(xué)藥劑與進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)前的污水的混合溶液，取配制好的C、2C濃度的化學(xué)藥劑藥液各x mL分別置于兩套厭氧反應(yīng)裝置的厭氧反應(yīng)容器中；同時做2個空白試驗；分別在上述各厭氧反應(yīng)容器中添加污水厭氧處理系統(tǒng)中的污泥與污水的混合液y mL，混合均勻；其中，添加的污水厭氧處理系統(tǒng)中的污泥的體積為y₁mL，添加的污水的體積y₂mL，本步驟中，所有用到的污泥和污水均取自厭氧處理系統(tǒng)中的同一個厭氧池，所述x、y、y₁和y₂的值按下述公式(2)至(5)計算：

x+y＝V_{反應(yīng)器} (2)

y₁+y₂＝y(tǒng) (4)

y₁＝y(tǒng)*f (5)

其中，V_{反應(yīng)器}表示厭氧反應(yīng)裝置中厭氧反應(yīng)容器的有效容積，mL，

Q_實際表示所取的污泥所在的厭氧池每天處理的污水總量，m³；

V_有效表示所取的污泥所在的厭氧池的有效容積，m³；

f表示所取的污泥所在的厭氧池在充分?jǐn)嚢柘履嗨旌弦撼恋?0min污泥的沉降比值；

4)取其中一個空白試驗中厭氧反應(yīng)容器中的上清液測定CODcr值，記為測試起始CODcr值濃度A_起，單位為mg/L；記錄其余各套厭氧反應(yīng)裝置中各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試起始?xì)怏w體積B_起，單位為mL；

5)啟動各套厭氧反應(yīng)裝置中的振蕩器，設(shè)置振蕩頻率一致，振蕩一定時間后記錄各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試結(jié)束氣體體積B_結(jié)，單位為mL；同時抽取各厭氧反應(yīng)容器中的上清液測試CODcr值，記為測試結(jié)束CODcr值濃度A_結(jié)，單位為mg/L；其中，振蕩的時間以g表示，代表含有該化學(xué)藥劑的污水進(jìn)入所取污泥所在的厭氧池中的水力停留時間，按下述公式(6)計算：

其中，g表示振蕩的時間，h；

Q_{進(jìn)水流量}表示所取的污泥所在的厭氧池的進(jìn)水流量，m³/h；

V_有效表示所取的污泥所在的厭氧池的有效容積，m³；

6)按下述表1所示記錄、計算結(jié)果，再根據(jù)下述判定條件判斷該化學(xué)藥劑投入生產(chǎn)是否會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行：

表1：

當(dāng)同時滿足下述條件1和條件2時，判定該化學(xué)試劑投入生產(chǎn)使用后不會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行，否則，判定該化學(xué)試劑投入生產(chǎn)使用后會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行：

條件1：b₁、b₂和b₃均＞0；

條件2：A₁、A₂和A₃均為正值，且|a_差1|和|a_差2|均＜e；其中，e按下述公式(7)計算：

其中，W_{設(shè)計處理負(fù)荷}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的CODcr設(shè)計處理負(fù)荷，t/d；

W_{實際處理負(fù)荷}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的CODcr實際處理負(fù)荷，t/d；

Q_{實際處理水量}表示該化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)前污水好氧處理系統(tǒng)每天的實際處理水量，m³/d；

A_{原水CODcr值}表示原水的CODcr值，mg/L。

實施例3：以申請人A地生產(chǎn)基地為例，采用實施例1所述裝置和實施例2所述方法對一種新化學(xué)試劑使用的判定

A地生產(chǎn)基地中，污水厭氧處理系統(tǒng)中僅含有一個厭氧池，該污水厭氧處理系統(tǒng)的C_排為20000ppm，Q_排為5m³，t_排為8h，Q_總為5000m³，Q_存為2000m³；厭氧池的Q_實際為5000m³，V_有效為3300m³，Q_{進(jìn)水流量}為200m³/h，f為0.6。好氧池的W_{設(shè)計處理負(fù)荷}為2.4t/d，W_{實際處理負(fù)荷}為1.75t/d，Q_{實際處理水量}＝5000m³/d，A_{原水CODcr值}為2000mg/l。

實施例1所述裝置中，厭氧反應(yīng)容器的容積V_{反應(yīng)器}為1000mL。

1)確定將要投入生產(chǎn)使用的新化學(xué)試劑為：H類酸性清洗劑；

2)根據(jù)公式(1)計算將要投入生產(chǎn)使用的化學(xué)藥劑在投入生產(chǎn)后其進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)的理論濃度C為27.27ppm(實際試驗中取30ppm)；

3)按公式(2)至(5)計算x、y、y₁和y₂的值，將配制好的C、2C濃度的化學(xué)藥劑藥液各x mL分別置于兩套厭氧反應(yīng)裝置的厭氧反應(yīng)容器中；同時做2個空白試驗；

4)取其中一個空白試驗中厭氧反應(yīng)容器中的上清液測定CODcr值，記為測試起始CODcr值濃度A_起，單位為mg/L；記錄其余各套厭氧反應(yīng)裝置中各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試起始?xì)怏w體積B_起，單位為mL；

5)按公式(6)計算振蕩時間g，啟動各套厭氧反應(yīng)裝置中的振蕩器，設(shè)置各套厭氧反應(yīng)裝置中的振蕩頻率為50Hz，振蕩g h后記錄各套厭氧反應(yīng)裝置中的各氣體收集容器中氣體體積刻度，記為測試結(jié)束氣體體積B_結(jié)；同時抽取各厭氧反應(yīng)容器中的上清液測試CODcr值，記為測試結(jié)束CODcr值濃度A_結(jié)；各項參數(shù)記錄計算于下述表2中：

表2：

6)按公式(7)計算e＝6.5％，根據(jù)上述表2中的數(shù)據(jù)，由于b₁、b₂和b₃均＞0；且A₁、A₂和A₃均為正值，同時|a_差1|和|a_差2|均＜e，因此，判定新化學(xué)試劑H類酸性清洗劑在投入生產(chǎn)使用按C_排為200000ppm、Q_排為5m³、t_排為8h的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入污水厭氧處理系統(tǒng)后不會影響污水厭氧處理系統(tǒng)的正常運行。