一種判定活性污泥處理能力的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，涉及一種通過對活性污泥呼吸圖譜的分析和污泥與原 水的曝氣測定，判定污水廠活性污泥的處理能力的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 污水處理廠設(shè)計進(jìn)廠污水的水量與水質(zhì)數(shù)值按相關(guān)資料計算確定，但污水處理廠 建成后的實(shí)際情況與設(shè)計結(jié)果不同，往往有很大差異。污水廠在設(shè)計時一般采用污泥負(fù)荷 或者容積負(fù)荷來表示系統(tǒng)處理能力。而設(shè)計規(guī)范給定的負(fù)荷范圍廣，且不同工藝有不同要 求，因此污水處理廠的負(fù)荷往往要依據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定。然而污水處理系統(tǒng)的實(shí)際污泥 負(fù)荷卻經(jīng)常受進(jìn)水水質(zhì)、污泥活性、水力停留時間等因素的影響，這給污水處理廠的實(shí)際處 理能力的評估帶來了困難，因此實(shí)際污水處理廠一般只有在出水超標(biāo)等情況下，運(yùn)行者才 會意識到系統(tǒng)超負(fù)荷，而一般狀態(tài)下的系統(tǒng)處理能力及出水超標(biāo)的風(fēng)險卻無法評估。我國 大量的中小型污水處理廠由于水質(zhì)水量波動大，系統(tǒng)抗沖擊能力弱，及時評估系統(tǒng)處理能 力對于工藝運(yùn)行參數(shù)調(diào)整具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種判定活性污泥處理能力的方法，該方法利用可生 物降解污染物降解完成時間^作為一個活性污泥指標(biāo)，通過測定的安全區(qū)域來判定活性污 泥處理能力的高低，運(yùn)行人員及時調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，為污水處理廠的合理運(yùn)行和節(jié)能降耗提 供指導(dǎo)性意見。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0005] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種判定活性污泥處理能力的方法，包括下述步驟：
[0006] 1)取未經(jīng)任何處理的污水廠活性污泥，測量待測污水廠活性污泥濃度MLSS;
[0007] 2)對污水廠活性污泥進(jìn)行呼吸圖譜測試，分別得到5個耗氧速率:現(xiàn)狀耗氧速率 〇UR s、準(zhǔn)內(nèi)源耗氧速率0URme、內(nèi)源耗氧速率0URen、加氮源后耗氧速率0UR N和總耗氧速率 〇URT，得到各攪拌階段的比耗氧速率SOUR:
[0008] S0UR = 0UR/MLSS
[0009] 式中，OUR為各耗氧速率；
[0010] 對S0UR-t作導(dǎo)數(shù)曲線；
[0011] 3)取曝氣池內(nèi)的活性污泥％置于污水處理智慧運(yùn)行工作站的好氧反應(yīng)器中，再取 對應(yīng)污水處理廠原水V 2置于好氧反應(yīng)器內(nèi)，重復(fù)進(jìn)行時控曝氣，再攪拌，直至溶解氧曲線出 現(xiàn)三個臺階停止；
[0012] 4)并按溶解氧曲線導(dǎo)數(shù)變化特征點(diǎn)得到快速可生物降解污染物降解完成時間h 和慢速可生物降解污染物降解完成時間 t2;定義實(shí)際污水廠曝氣池中的降解時間折算至反 應(yīng)器時間：
[0013] texp =(原水體積V2/污泥體積Vi)*曝氣池水力停留時間；
[0014] 5)繪制現(xiàn)場污泥與原水混合后降解曲線，定義比準(zhǔn)內(nèi)源呼吸速率和比內(nèi)源呼吸速 率最小值作為判定處理能力的呼吸臨界點(diǎn)S0UR cap(min{S0URen，S0URme})，在現(xiàn)場污泥與原 水混合后降解曲線中將S0UR cap±25%值作兩條橫線，與降解曲線相交得兩點(diǎn)A、B，并得到兩 個時間點(diǎn)t2swl、t2sw2 ;
[0015] 6)當(dāng)t2 > tex[^，活性污泥處理系統(tǒng)出水超標(biāo)風(fēng)險大；
[0016] 當(dāng)t2< ^寸，活性污泥處理系統(tǒng)的出水判定可分為：
[0017]若tl< t2< t2sw^，則活性污泥處理系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷低，出水可安全達(dá)標(biāo)；
[0018] 若t2>t2swdt，則活性污泥處理系統(tǒng)超負(fù)荷，出水超標(biāo)風(fēng)險大；
[0019] 若t2swl<t2<t2sw!^，則活性污泥處理系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷處于臨界狀態(tài)。
[0020] 進(jìn)一步，步驟2)中呼吸圖譜測試的具體過程為：取污水廠曝氣池中污泥0.3L并用 自來水稀釋至1.2L，測定現(xiàn)狀耗氧速率OURs;之后將污泥樣品通過攪拌15s、沉淀lOmin、去 上清液定容至0.6L，用緩沖溶液(PBS)洗泥3次，測定污泥的準(zhǔn)內(nèi)源耗氧速率0UR me;然后用自 來水將反應(yīng)器內(nèi)活性污泥混合液定容至1.2L，通過對污泥樣品曝氣2h測定其內(nèi)源耗氧速率 〇UR en;再加入50g/L的氯化銨，測加氮源后耗氧速率0URN = 0URen+0URA;最后加入200g/L的無 水乙酸鈉，保證基質(zhì)充足，測定總耗氧速率〇UR T=0URen+0URA+0URH。
[0021] 進(jìn)一步，步驟3)中，重復(fù)進(jìn)行時控曝氣2h，再攪拌300s。
[0022] 進(jìn)一步，步驟3)中，所述三個臺階分別為:第一個臺階為快速可生物降解污染物降 解階段，降解完成時間為tl;第二個臺階為慢速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間 為^，第三個臺階為可生物降解污染物耗盡，微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝階段。
[0023] 進(jìn)一步，當(dāng)t2>tMP時，為出水超標(biāo)區(qū)，原水在實(shí)際污水長曝氣池內(nèi)的降解時間不 足，污染物沒有完全降解完，污水已從曝氣池流出，活性污泥處理系統(tǒng)出水超標(biāo)風(fēng)險大;活 性污泥處理系統(tǒng)的出水不會達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
[0024] 進(jìn)一步，當(dāng)t2< texp時，活性污泥的水力停留時間是足夠的，可將活性污泥處理系 統(tǒng)的污染物降解完成時間分為三個區(qū)域，即安全區(qū)域[ti，t2swl]、臨界區(qū)域[t2swl，t 2sw2]、超 負(fù)荷區(qū)域[t2Sw2，+°°]。
[0025]進(jìn)一步，當(dāng)t <t2<t2sw^，為安全區(qū)域，原水負(fù)荷相對污泥系統(tǒng)低，活性污泥的比 耗氧速率SOUR高，去除污染物快，處理能力足夠，活性污泥處理系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，出水可 以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
[0026] 進(jìn)一步，當(dāng)t2>t2swdt，為超負(fù)荷區(qū)域，進(jìn)水負(fù)荷相對活性污泥而言太大，當(dāng)活性污 泥的比耗氧速率SOUR降至呼吸臨界點(diǎn)時的比耗氧速率S0URcap時，污染物依舊沒有降解完 全，此后活性污泥進(jìn)入內(nèi)源呼吸狀態(tài)，降解污染物能力進(jìn)一步下降，剩余污染物很難進(jìn)一步 被降解，此時的進(jìn)水負(fù)荷已超出活性污泥系統(tǒng)的處理能力，活性污泥處于超負(fù)荷狀態(tài)，污水 處理系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險大，致使出水無法達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo) 準(zhǔn)。
[0027]進(jìn)一步，當(dāng)t2swl<t2<t2sw!^，為臨界區(qū)域，在此區(qū)間內(nèi)污泥活性降低，去除污染物 有限，進(jìn)水負(fù)荷處于活性污泥處理的臨界狀態(tài)，致使出水有可能達(dá)標(biāo)，也有可能不達(dá)標(biāo)，出 水不穩(wěn)定。
[0028]本發(fā)明針對傳統(tǒng)污水處理廠依據(jù)出水是否超標(biāo)判斷超負(fù)荷的局限，無法對處理能 力做出正確評估的難題，從污泥自身特性和污泥與原水共同作用特征出發(fā)，將呼吸圖譜與 處理能力相結(jié)合，給出污水處理系統(tǒng)處理能力的安全區(qū)域，為污水處理廠的合理運(yùn)行和節(jié) 能降耗提供指導(dǎo)性意見。
[0029] 相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的特點(diǎn)在于：
[0030] 1)快速有效，彌補(bǔ)現(xiàn)行方法的不足
[0031] 基于活性污泥的呼吸圖譜判定活性污泥的處理能力，能夠有效快速地判定活性污 泥的處理能力，彌補(bǔ)系統(tǒng)運(yùn)行中處理能力難以評估的不足；
[0032] 2)檢測方便
[0033]步驟簡單易行，測試設(shè)備自動化，例如使用西安綠標(biāo)水環(huán)境科技有限公司提供的 WBM400型污水處理智慧運(yùn)行工作站，即可在無人操作的情況下自動化對待檢測污泥進(jìn)行檢 測。
【附圖說明】
[0034] 圖1(a)、圖1(b)為污染物降解時間區(qū)域劃分圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0036] 本發(fā)明通過將活性污泥的呼吸圖譜與污泥與原水混合后曝氣測試結(jié)合來判定活 性污泥的處理能力。
[0037]本發(fā)明判定污水廠活性污泥的處理能力，包括以下步驟：
[0038] 1)取未經(jīng)任何處理的污水廠污泥，測量待測污水廠污泥濃度MLSS;
[0039] 2)對污水廠活性污泥進(jìn)行呼吸圖譜測試:取污水廠曝氣池中污泥^ = 0.31^并用自 來水稀釋至1.2L，測定現(xiàn)狀耗氧速率OURs;之后將污泥樣品通過攪拌15s、沉淀lOmin、去上 清液定容至0.6L，用緩沖溶液(PBS)洗泥3次，測定污泥的準(zhǔn)內(nèi)源耗氧速率0UR me;然后用自來 水將反應(yīng)器內(nèi)活性污泥混合液定容至1.2L，通過對污泥樣品曝氣2h測定其內(nèi)源耗氧速率 〇UR en;再加入50g/L的氯化銨，測加氮源后耗氧速率0URN = 0URen+0URA;最后加入200g/L的無 水乙酸鈉，保證基質(zhì)充足，測定總耗氧速率〇UR T = 0URen+0URA+0URH?？傻玫?個0UR耗氧速率： 現(xiàn)狀耗氧速率〇URs、準(zhǔn)內(nèi)源耗氧速率0UR me、內(nèi)源耗氧速率0URen、加氮源后耗氧速率OURn和總 耗氧速率〇URT，和與之對應(yīng)的各攪拌階段的比耗氧速率SOUR:
[0040] S0UR = 0UR/MLSS
[0041 ] 式中，0UR為各耗氧速率；
[0042] 對S0UR-t作導(dǎo)數(shù)曲線；
[0043] 3)取曝氣池內(nèi)的活性污泥％ = 0.61^置于污水處理智慧運(yùn)行工作站的好氧反應(yīng)器 中，再取對應(yīng)污水處理廠原水V2 = 0.6L于好氧反應(yīng)器內(nèi)，接著重復(fù)進(jìn)行時控曝氣2h，再攪拌 300s，直至溶解氧曲線出現(xiàn)三個臺階停止；
[0044] 第一個臺階為快速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間為t1;第二個臺階 為慢速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間為 t2，第三個臺階為可生物降解污染物 耗盡，微生物進(jìn)入內(nèi)源代謝階段。
[0045] 4)至此可得到快速可生物降解污染物降解完成時間t，與慢速可生物降解污染物 降解完成時間t2;定義實(shí)際污水廠曝氣池中的降解時間折算至反應(yīng)器時間texp=(原水體積 V2/污泥體積Vl ) *曝氣池水力停留時間；
[0046] 5)定義比準(zhǔn)內(nèi)源呼吸速率和比內(nèi)源呼吸速率最小值作為判定處理能力的呼吸臨 界點(diǎn)S0UR cap(min{S0URen，S0URme})，在現(xiàn)場污泥與原水混合后降解曲線中將S0UR cap± 25% 值作兩條橫線，與降解曲線相交得兩點(diǎn)A、B，并得到兩個時間點(diǎn)t2swl、t2sw2;
[0047] 6)若t2>texp時，為出水超標(biāo)區(qū)，則活性污泥處理系統(tǒng)出水超標(biāo)風(fēng)險大；原水在實(shí) 際污水長曝氣池內(nèi)的降解時間不足，污染物沒有完全降解完，污水已從曝氣池流出，活性污 泥處理系統(tǒng)出水超標(biāo)風(fēng)險大;活性污泥處理系統(tǒng)的出水不會達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)；
[0048]在t2< texp時，活性污泥處理系統(tǒng)的出水判定可分為：
[0049] (安全區(qū)域），則活性污泥處理系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷相對活性污泥低，出水 可安全達(dá)標(biāo);活性污泥的比耗氧速率SOUR高，去除污染物快，處理能力足夠，活性污泥處理 系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，出水可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級A標(biāo)準(zhǔn)。
[0050] 若t2>t2sw2(超負(fù)荷區(qū)域），則活性污泥處理系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷相對活性污泥超負(fù)荷，活 性污泥運(yùn)行風(fēng)險大，出水不達(dá)標(biāo);