申请日2017.02.23
公开(公告)日2017.05.31
IPC分类号C02F3/34; C02F3/12
摘要
本发明公开了一种基于呼吸图谱判别活性<a href="http://www.dowater.com/" style="text-decoration:none"><font color="#000000">污泥</font></a>微生物休眠与流失的方法，包括：1)对污水处理厂的活性污泥进行呼吸图谱分析，测定现场条件下自养菌与异养菌OUR值;2)对反应池的活性污泥进行标准呼吸图谱分析，测定标准条件下自养菌与异养菌OUR值;3)若现场条件下OUR减小且标准条件下OUR未发生明显变化时，说明自养菌或异养菌进入休眠状态;4)若标准条件下OUR明显减小，说明自养菌或异养菌出现流失。本发明可根据活性污泥呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失状态。通过此方法，可以使污水厂的技术工作人员了解当前活性污泥的处理能力，及时调整运行参数，为污水处理厂的合理运行和节能降耗提供指导性意见。
权利要求书
1.一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)取污水处理厂活性污泥;
2)对活性污泥进行连续2～7天现场条件下呼吸图谱测试，分别得到现场条件下现状耗氧速率OURs、准内源耗氧速率OURq、内源耗氧速率OURe、加氮源后耗氧速率OURen和总耗氧速率OURenc测量数据;
3)由测量数据计算得到
OURn=OURen-OURe，
OURc=OURenc-OURen;
其中，OURn为现场条件下自养菌耗氧速率;OURc为现场条件下异养菌耗氧速率;
4)对污水厂活性污泥进行连续2～7天标准条件下呼吸图谱测试，分别得到标准条件下现状耗氧速率OUR’s、准内源耗氧速率OUR’q、内源耗氧速率OUR’e、加氮源后耗氧速率OUR’en和总耗氧速率OUR’enc;
5)由测量数据计算得到
OUR’n=OUR’en-OUR’e，
OUR’c=OUR’enc-OUR’en;
其中，OUR’n为标准条件下自养菌耗氧速率;OUR’c为标准条件下异养菌耗氧速率;
6)在多组连续的数据中：
当标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n稳定不变，且现场条件下自养菌耗氧速率OURn减小时，则活性污泥自养菌存在休眠状况;如果标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n与现场条件下自养菌耗氧速率OURn差值越大，则活性污泥自养菌休眠量越多;
当标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c稳定不变，且现场条件下异养菌耗氧速率OURc减小时，则活性污泥异养菌存在休眠状况;如果标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c与现场条件下异养菌耗氧速率OURc差值越大，则活性污泥异养菌休眠量越多;
7)在多组连续的数据中：
当标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n明显减小时，则活性污泥自养菌开始流失，同时标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n降低的越多，活性污泥自养菌量流失越多;
当标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c明显减小时，则活性污泥异养菌开始流失，同时标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c降低的越多，活性污泥异养菌量流失越多。
2.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，步骤2)中现场条件下呼吸图谱测试的具体过程为：
在温度保持与污水厂反应池一致条件下，取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，测定现场条件下现状耗氧速率OURs;将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥，测定污泥的准内源耗氧速率OURq;之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气，活性污泥进入内源呼吸状态，测定其内源耗氧速率OURe;再按一定质量比加入氯化铵，测加氮源后耗氧速率OURen=OURe+OURn;最后加入足量的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OURenc=OURe+OURn+OURc。
3.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，步骤3)中，标准条件下呼吸图谱测试的具体过程为：
在温度为20℃条件下，取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，测定现状耗氧速率OUR’s;将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥，测定污泥的准内源耗氧速率OUR’q;之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气，活性污泥进入内源呼吸状态，测定其内源耗氧速率OUR’e;再按一定质量比加入氯化铵，测加氮源后耗氧速率OUR’en=OUR’e+OUR’n;最后加入足量的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OUR’enc=OUR’e+OUR’n+OUR’c。
4.按照权利要求2或3所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，缓冲溶液为以下组分混合液：
A：KH2PO4浓度为1.5～2.5mmol·L-1;
B：Na2HPO4浓度为8～12mmol·L-1;
C：NaCl浓度为135～140mmol·L-1;
D：KCl浓度为2.5～3.0mmol·L-1。
5.按照权利要求4所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，用PBS缓冲溶液洗泥3～5次。
6.按照权利要求2或3所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气2～4h。
7.按照权利要求2或3所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，按照40～60mg/L加入氯化铵。
8.按照权利要求2或3所述的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，按照250～350mg/L加入无水乙酸钠。
说明书
一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种通过对活性污泥通过对活性污泥现场与标准条件呼吸图谱的分析，判定污水厂活性污泥休眠与流失状况的方法。
背景技术
目前我国污水处理厂污水处理的主体工艺主要采用活性污泥法。活性污泥微生物的活性直接关系到污水处理的效果，而温度在很大程度上影响着微生物的活性，从而影响污水处理厂的处理效率。当温度较低时，部分微生物会进入休眠状态而无法发挥污水处理作用，若温度继续降低，微生物则会发生流失，严重影响活性污泥的污水处理能力。我国寒冷地区冬季污水处理厂的运行依然是一个难题。活性污泥微生物的休眠与流失状况与污水处理厂的处理效果密切相关，当活性污泥微生物处于休眠状态时，只需适当调整运行参数条件即可使微生物恢复活性;当活性污泥微生物流失时，则需通过加大泥龄等方式保障出水水质达标。但目前微生物的休眠与流失尚缺乏准确的判断依据，故此方法对污水处理厂的运行管理具有指导性意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，该方法利用现场与标准条件下微生物耗氧速率为一个活性污泥指标，通过测定的现场与标准条件下呼吸图谱来判定活性污泥微生物休眠与流失的状况，及时采取强化措施，为污水厂的越冬水质保障提供了理论依据。
本发明的目的是通过下述技术方案实现的。
根据本发明实施例提供的一种基于呼吸图谱判别活性污泥微生物休眠与流失的方法，其特征在于，包括下述步骤：
1)取污水处理厂活性污泥;
2)对活性污泥进行连续2～7天现场条件下呼吸图谱测试，分别得到现场条件下现状好氧速率OURs、准内源耗氧速率OURq、内源耗氧速率OURe、加氮源后耗氧速率OURen和总耗氧速率OURenc测量数据;
3)由测量数据计算得到
OURn=OURen-OURe，
OURc=OURenc-OURen;
其中，OURn为现场条件下自养菌耗氧速率;OURc为现场条件下异养菌耗氧速率;
4)对污水厂活性污泥进行连续2～7天标准条件下呼吸图谱测试，分别得到标准条件下OUR’s、准内源耗氧速率OUR’q、内源耗氧速率OUR’e、加氮源后耗氧速率OUR’en和总耗氧速率OUR’enc;
5)由测量数据计算得到
OUR’n=OUR’en-OUR’e，
OUR’c=OUR’enc-OUR’en;
其中，OUR’n为标准条件下自养菌耗氧速率;OUR’c为标准条件下异养菌耗氧速率;
6)在多组连续的数据中：
当标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n稳定不变，且现场条件下自养菌耗氧速率OURn减小时，则活性污泥自养菌存在休眠状况;如果标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n与现场条件下自养菌耗氧速率OURn差值越大，则活性污泥自养菌休眠量越多;
当标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c稳定不变，且现场条件下异养菌耗氧速率OURc减小时，则活性污泥异养菌存在休眠状况;如果标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c与现场条件下异养菌耗氧速率OURc差值越大，则活性污泥异养菌休眠量越多;
7)在多组连续的数据中：
当标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n明显减小时，则活性污泥自养菌开始流失，同时标准条件下自养菌耗氧速率OUR’n降低的越多，活性污泥自养菌量流失越多;
当标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c明显减小时，则活性污泥异养菌开始流失，同时标准条件下异养菌耗氧速率OUR’c降低的越多，活性污泥异养菌量流失越多。
进一步，步骤2)中现场条件下呼吸图谱测试的具体过程为：
在温度保持与污水厂反应池一致条件下，取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，测定现场条件下现状耗氧速率OURs;将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥，测定污泥的准内源耗氧速率OURq;之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气，活性污泥进入内源呼吸状态，测定其内源耗氧速率OURe;再按一定质量比加入氯化铵，测加氮源后耗氧速率OURen=OURe+OURn;最后加入足量的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OURenc=OURe+OURn+OURc。
进一步，步骤3)中，标准条件下呼吸图谱测试的具体过程为：
在温度为20℃条件下，取污水处理厂活性污泥，并用体积比1:3的比例添加自来水稀释，测定标准条件下现状耗氧速率OUR’s;将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积，用PBS缓冲溶液洗泥，测定污泥的准内源耗氧速率OUR’q;之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气，活性污泥进入内源呼吸状态，测定其内源耗氧速率OUR’e;再按一定质量比加入氯化铵，测加氮源后耗氧速率OUR’en=OUR’e+OUR’n;最后加入足量的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OUR’enc=OUR’e+OUR’n+OUR’c。
本方法采用的缓冲溶液为以下组分混合液：
A：KH2PO4浓度为1.5～2.5mmol·L-1;B：Na2HPO4浓度为8～12mmol·L-1;C：NaCl浓度为135～140mmol·L-1;D：KCl浓度为2.5～3.0mmol·L-1。用PBS缓冲溶液洗泥3～5次。
进一步，添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积，曝气2～4h。
进一步，按照40～60mg/L加入氯化铵。
进一步，按照250～350mg/L加入无水乙酸钠。
本发明针对传统污水处理厂无法判别活性污泥微生物休眠与流失状况从而无法评估污水厂的污水处理能力的局限，从污泥自身特性，通过活性污泥的呼吸图谱给出一种判别活性污泥微生物休眠与流失状况的简易方法，为冬季低温条件下污水处理厂的稳定运行与运行调控提供了理论意义。
相对于现有技术，本发明的特点在于：
1)本发明方法快速有效。基于活性污泥的现场与标准条件下的呼吸图谱判定活性污泥微生物休眠与流失状况，能够有效快速地判定活性污泥的处理能力，及时采取强化措施，保障污水处理厂的稳定运行。
2)本发明方法检测方便。步骤简单易行，测试设备自动化。例如使用西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM400型污水处理智慧运行工作站，即可在无人操作的情况下自动化对待检测污泥进行检测。