一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法制造方法及图纸

一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法，它涉及测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法，它是要解决现有的测试微生物活性影响的装置研究的污染因素和指标单一的技术问题。本装置包括原水箱、进水泵、进水阀门、进水总管、多套并联的结构相同的反应装置、气泵、总气管和计算机；其中原水箱与进水总管相连并通入各反应装置；气泵与总气管相连接并通入各反应装置。方法：在各个反应装置中添加不同的污染因素，运行中取样测试污染指标，运行至溶解氧产生突变为止，得到最佳水力停留时间及短期影响规律；以最佳水力停留时间为一个运行周期，运行至少22天，得到长期影响规律；本装置及方法可用于污水处理技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法。
技术介绍
在污水生物处理中，根据供氧方式和微生物群落的不同，通常分为好氧和厌氧工艺两大类。好氧工艺是指在有氧气存在的条件下，微生物以水中的污染物为底物，经过好氧代谢而得到去除的过程。与厌氧工艺相比，好氧工艺具有微生物增殖快，处理效率高，出水水质好等优点，因此，以活性污泥法为代表的好氧工艺在城镇生活污水和工业污水的处理中得到了广泛的应用。微生物在污水好氧处理过程中起决定性作用，系统中微生物的种群、数量以及活性会直接影响出水水质。影响微生物活性的因素有很多，传统的有pH、溶解氧、温度等，而随着工业水平的不断发展，越来越多的新型污染物也开始出现在水体当中，如重金属、纳米颗粒和抗生素等等。污水中这些污染物的存在也可能会对微生物产生显著的抑制作用，导致污水处理系统瘫痪。因此，研究外部各因素对微生物活性的影响规律，对好氧工艺的机理以及在各行业上的进一步应用都有着重要的意义。由于影响微生物活性的因素有很多，而现有的装置及方法只针对某一种影响因素研究其对活性污泥的影响，测定指标单一，不足以分析出污染因素对活性污泥的影响规律。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的测试微生物活性影响的装置研究的污染因素和指标单一的技术问题，而提供一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置及方法。本专利技术的测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，包括原水箱1、进水泵2、进水阀门3、进水总管4、多套并联的反应装置5、气泵6、总气管7和计算机8；其中原水箱1经进水泵2与进水总管4相连；在进水泵2与进水总管4之间设置进水阀门3，在进水总管4的一端设置排污口9；该排污口9为实验结束后的污泥排放口，关闭进水阀门3后，反应装置内的泥水混合液通过进水管路汇集到排污口排出；气泵6与总气管7相连接；多套反应装置5的结构相同，每套反应装置5由反应容器5-1、曝气管5-2、流量计5-3、机械搅拌器5-4、滗水器5-5、在线监测仪5-6组成；其中机械搅拌器5-4、滗水器5-5、在线监测仪5-6的线监测探头设置在反应容器5-1中；反应容器5-1的侧壁上由下至上依次设置进水口5-7、出水口5-8、中层取泥口5-9和上层取泥口5-10；滗水器5-5由滑轨固定并通过可伸缩软管与出水口5-8连接；在线监测探头5-6与计算机8连接；在线监测探头5-6测得的数据传输至计算机8端显示；曝气管5-2设置在反应容器5-1的底部，曝气管5-2与总气管7相连，流量计5-3设置在曝气管5-2与总气管7之间；进水口5-7与进水总管4相连接；进一步的，还包括台架10，台架10包括上台面10-1和下台面10-2；原水箱1、进水泵2和气泵6放置在下台面10-2上；多套反应装置5放置在上台面10-1上；进一步的，台架10底部装有脚轮，便于移动；进一步的，其中反应装置5有3～8套；可根据实际需要调整个数；进一步的，所述反应容器5-1为圆柱形有机玻璃反应器，体积为1～2L；进一步的，所述曝气管5-2为微纳米曝气环；进一步的，所述滗水器滑轨上设有可调节限位挡块，可根据换水比不同进行调节；进一步的，所述在线监测探头5-6测定的参数为pH、溶解氧、ORP和/或温度。利用上述的装置测定污染因素对好氧工艺生物活性短期影响规律的方法，包括以下步骤：一、对多套反应装置5进行编号，分别为0号、1号、2号……、n号；用配水对待接种污泥洗涤2～3次，并均匀接种至各个反应容器5-1中，控制污泥浓度为3000～8000mg/L，且各反应容器5-1内泥水混合液体积和浓度均相等；检测各反应容器5-1内污泥混合液挥发性悬浮固体浓度，记为MLVSS值，单位为g/L；二、取n等份配水，将n种污染因素物质分别加入其中，混合均匀，得到n种含污染因素的溶液；三、采用配水按设定换水比对0号反应容器1-1进行换水，并将其设置为空白对照；采用n种含污染因素的溶液按设定换水比对其余相应编号的反应容器1-1进行换水；打开气泵6对各个反应容器5-1进行曝气，并保证各个反应容器5-1的溶解氧浓度一致；启动搅拌器5-4开始运行，并从各个反应容器5-1中取泥水混合液样经滤纸过滤，同时记录取样时间及在线监测仪5-6检测出的包括溶解氧在内的相应数据，收集滤液检测有机物浓度[COD]Inf、氨氮浓度[NH4+-N]Inf.、亚氮浓度[NO2--N]Inf.、硝氮浓度[NO3--N]Inf.和/或总氮浓度[TN]Inf.，污泥则倒回原反应容器5-1；四、运行中，每隔一段时间，从各个反应容器5-1中取泥水混合液样，同时记录取样时间及在线监测仪5-6检测出的包括溶解氧在内的相应数据，分别收集滤液检测有机物浓度[COD]Eff.、氨氮浓度[NH4+-N]Eff.、亚氮浓度[NO2--N]Eff.、硝氮浓度[NO3--N]Eff.和/或总氮浓度[TN]Eff.，污泥则倒回各自的反应器容器中，直到其中的某个反应容器5-1中的溶解氧数值突变时，关闭所有反应容器停止运行，关闭时保证各个反应容器5-1的运行时间相等；五、计算溶解氧数值发生突变的反应容器的运行时间，并计算出各个反应容器的与运行时间相对应的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率；其中，式中，t为运行时间，单位为h；MLVSS为混合液挥发性悬浮固体浓度，单位为g/L；六、将各个反应容器5-1静置沉降后，用配水按设定换水比分别对污泥洗涤2～3次；七、重复步骤二～步骤六进行循环，循环3～4个周期，每个循环结束后，得到各个周期的突变时间、各个反应容器的与运行时间相对应的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率；八、取各个周期的运行时间中的最小值，得到体系的最佳运行时间；计算各个反应容器的与运行时间相对应的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率平均值，分别绘制出各个反应容器的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率随运行时间的变化关系曲线，从变化关系曲线中得到污染因素对好氧工艺生物活性短期影响规律。进一步的，步骤一中所述配水是以接种污泥采样点实际废水中污染物种类及浓度进行模拟配置，配置方法如下：按COD浓度为0～1000mg/L、氨氮浓度为0～500mg/L、亚氮浓度为0～300mg/L、硝氮浓度为0～300mg/L、碱度为0～1800mg/L、总磷浓度为0～25mg/L，将0～937.21mg/L的C6H12O6、0～2357.14mg/L的(NH4)2SO4、0～1478.57mg/L的NaNO2、0～1821.43mg/L的NaNO3、0～3020.98mg/L的NaHCO3和0～109.67mg/L的KH2PO4加入水中溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于该装置包括原水箱(1)、进水泵(2)、进水阀门(3)、进水总管(4)、多套并联的反应装置(5)、气泵(6)、总气管(7)和计算机(8)；/n其中原水箱(1)经进水泵(2)与进水总管(4)相连；在进水泵(2)与进水总管(4)之前设置进水阀门(3)，在进水总管(4)的一端设置排污口(9)；/n气泵(6)与总气管(7)相连接；/n多套反应装置(5)的结构相同，每套反应装置(5)由反应容器(5-1)、曝气管(5-2)、流量计(5-3)、机械搅拌器(5-4)、滗水器(5-5)、在线监测仪(5-6)组成；其中机械搅拌器(5-4)、滗水器(5-5)、在线监测仪(5-6)的线监测探头设置在反应容器(5-1)中；反应容器(5-1)的侧壁上由下至上依次设置进水口(5-7)、出水口(5-8)、中层取泥口(5-9)和上层取泥口(5-10)；滗水器(5-5)由滑轨固定并通过可伸缩软管与出水口(5-8)连接；在线监测探头(5-6)与计算机(8)连接；在线监测探头(5-6)测得的数据传输至计算机(8)端显示；曝气管(5-2)设置在反应容器(5-1)的底部，曝气管(5-2)与总气管(7)相连，流量计(5-3)设置在曝气管(5-2)与总气管(7)之间；进水口5-7与进水总管(4)相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于该装置包括原水箱(1)、进水泵(2)、进水阀门(3)、进水总管(4)、多套并联的反应装置(5)、气泵(6)、总气管(7)和计算机(8)；
其中原水箱(1)经进水泵(2)与进水总管(4)相连；在进水泵(2)与进水总管(4)之前设置进水阀门(3)，在进水总管(4)的一端设置排污口(9)；
气泵(6)与总气管(7)相连接；
多套反应装置(5)的结构相同，每套反应装置(5)由反应容器(5-1)、曝气管(5-2)、流量计(5-3)、机械搅拌器(5-4)、滗水器(5-5)、在线监测仪(5-6)组成；其中机械搅拌器(5-4)、滗水器(5-5)、在线监测仪(5-6)的线监测探头设置在反应容器(5-1)中；反应容器(5-1)的侧壁上由下至上依次设置进水口(5-7)、出水口(5-8)、中层取泥口(5-9)和上层取泥口(5-10)；滗水器(5-5)由滑轨固定并通过可伸缩软管与出水口(5-8)连接；在线监测探头(5-6)与计算机(8)连接；在线监测探头(5-6)测得的数据传输至计算机(8)端显示；曝气管(5-2)设置在反应容器(5-1)的底部，曝气管(5-2)与总气管(7)相连，流量计(5-3)设置在曝气管(5-2)与总气管(7)之间；进水口5-7与进水总管(4)相连接。


2.根据权利要求1所述的一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于该装置还包括台架(10)，台架(10)包括上台面(10-1)和下台面(10-2)；原水箱(1)、进水泵(2)和气泵(6)放置在下台面(10-2)上；多套反应装置(5)放置在上台面(10-1)上。


3.根据权利要求2所述的一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于所述的反应装置(5)有3～8套。


4.根据权利要求1、2或3所述的一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于所述的曝气管(5-2)为微纳米曝气环。


5.根据权利要求1、2或3所述的一种测定污染因素对好氧工艺生物活性影响规律的装置，其特征在于所述的在线监测探头(5-6)测定的参数为pH、溶解氧、ORP和/或温度。


6.利用权利要求1所述的装置测定污染因素对好氧工艺生物活性短期影响规律的方法，包括以下步骤：
一、对多套反应装置(5)进行编号，分别为0号、1号、2号……、n号；用配水对待接种污泥洗涤2～3次，并均匀接种至各个反应容器(5-1)中，控制污泥浓度为3000～8000mg/L，且各反应容器(5-1)内泥水混合液体积和浓度均相等；检测各反应容器(5-1)内污泥混合液挥发性悬浮固体浓度，记为MLVSS值，单位为g/L；
二、取n等份配水，将n种污染因素物质分别加入其中，混合均匀，得到n种含污染因素的溶液；
三、采用配水按设定换水比对0号反应容器(1-1)进行换水，并将其设置为空白对照；采用n种含污染因素的溶液按设定换水比对其余相应编号的反应容器(1-1)进行换水；打开气泵(6)对各个反应容器(5-1)进行曝气，并保证各个反应容器(5-1)的溶解氧浓度一致；启动搅拌器(5-4)开始运行，并从各个反应容器(5-1)中取泥水混合液样经滤纸过滤，同时记录取样时间及在线监测仪(5-6)检测出的包括溶解氧在内的相应数据，收集滤液检测有机物浓度[COD]Inf.、氨氮浓度[NH4+-N]Inf.、亚氮浓度[NO2--N]Inf.、硝氮浓度[NO3--N]Inf.和/或总氮浓度[TN]Inf.，污泥则倒回原反应容器(5-1)；
四、运行中，每隔一段时间，从各个反应容器(5-1)中取泥水混合液样，同时记录取样时间及在线监测仪(5-6)检测出的包括溶解氧在内的相应数据，分别收集滤液检测有机物浓度[COD]Eff.、氨氮浓度[NH4+-N]Eff.、亚氮浓度[NO2--N]Eff.、硝氮浓度[NO3--N]Eff.和/或总氮浓度[TN]Eff.，污泥则倒回各自的反应器容器中，直到其中的某个反应容器(5-1)中的溶解氧数值突变时，关闭所有反应容器停止运行，关闭时保证各个反应容器(5-1)的运行时间相等；
五、计算溶解氧数值发生突变的反应容器的运行时间，并计算出各个反应容器的与运行时间相对应的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率；其中，












式中，t为运行时间，单位为h；MLVSS为混合液挥发性悬浮固体浓度，单位为g/L；
六、将各个反应容器(5-1)静置沉降后，用配水按设定换水比分别对污泥洗涤2～3次；
七、重复步骤二～步骤六进行循环，循环3～4个周期，每个循环结束后，得到各个周期的突变时间、各个反应容器的与运行时间相对应的COD去除速率、氨氮氧化速率、亚氮生成速率和/或总氮去除速率；
八、取各个周期的运行时间中的最小值...

【专利技术属性】
技术研发人员：张肖静，陈召，张楠，位登辉，张红丽，庞启，谢旭扬，李英哲，耿广磊，孙高超，
申请(专利权)人：郑州轻工业学院，
类型：发明
国别省市：河南;41