一种废水生物处理特性评价的方法技术

本发明专利技术涉及一种废水生物处理特性评价的方法，具体涉及印染、纺织等工业废水生物处理特性评价的方法。本发明专利技术提出了一种废水生物处理特性评价的方法，可在实验室内对废水中有机物降解的难易程度进行准确、快速、半自动化测定，可用于评价不同行业、不同生物处理工艺条件下废水生物处理过程中的特性。本发明专利技术可弥补传统评价方法BOD

A method to evaluate the characteristics of wastewater biological treatment

【技术实现步骤摘要】
一种废水生物处理特性评价的方法
本专利技术涉及一种废水生物处理特性评价的方法，具体涉及印染、纺织等工业废水生物处理特性评价的方法。
技术介绍
随着再生水处理工艺的不断发展、再生水水质标准和资源规划的不断完善，我国已经进入污水高标准处理新阶段，经典水质指标、工艺理论和技术知识越来越难以解释污水高标准处理过程中的新现象和新问题。已有研究结果显示，BOD5/COD比值反映了污水中生物可降解的有机物占总有机物量的比例，BOD5/COD比值常用来评价有机物的可生物降解性。但是，污水是一个复杂体系，具有污染物种类多、形态复杂、理化性质多样以及浓度分布广、组分转化机制和水质效应产生机制复杂等特点，COD仅表征了容易被氧化的污染物总量，不能表征污水的特质、本质和个性。BOD5虽然可以表征污水中可生物降解的有机物，但对于生物难降解的有机物来说，表征结果常常不稳定，难易真实反映水质情况，这就使得BOD5/COD比值无法真实有效地在污水处理过程中，特别是生物难处理的工业废水处理过程中，预期其生物处理效果。同时，BOD5/COD比值仅仅是一个特征值，无法动态表征污水中有机物降解的过程，很难准确的分析有机组分转化机制，区分有机物的生物降解难度。目前有关废水生物处理过程的研究主要集中在对处理方法和设备的改进，公开号为CN107010778A的工业废碱液有机废水生物处理工艺和公开号为CN208649078U的一种工业废水生物处理设备两个专利，这些专利都是针对传统生物处理过程中的药剂使用、微生物生长条件的改进，并未涉及到生物处理特性的评价方法。而对污水处理过程评价的研究主要集中在对生物毒性评价，公开号为CN108459146A的评估废水对水处理微生物毒性的方法和公开号为CN105713952B的一种油田化学剂的生物毒性评价方法两个专利，这些评价方法主要是利用微生物测试菌液，研究废水对微生物生长的抑制程度判断废水的生物毒性，并未涉及到微生物对废水的处理过程，也没有涉及到废水中有机物降解的难易程度评价。而目前，仅仅对处理设备的改进或者对生物毒性的测定无法从根本上解决COD不达标的问题，究其原因，主要是因为废水中存在的生物难降解有机物在生物处理阶段无法降解，由于对这些有机物的降解特性没有适当的测定和评价方法，使得对生物处理工艺的改进缺少科学、快速、准确的指导。因此，开发一套可控环境下废水生物处理过程中的评价方法，已经成为目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提出了一套废水生物处理特性评价装置和分析方法，在实验室内对废水中有机物降解的难易程度进行准确、快速、半自动化测定，可用于评价不同行业、不同生物处理工艺条件下废水生物处理过程中的特性。一种废水生物处理特性评价的方法，所述方法为：(1)装置准备：构建实验组、空白组两种反应体系后，在每个反应体系中接入二氧化碳吸附装置，同时连接气体测量装置；(2)读取气体测量装置数据结果，得到的耗氧量数据是标况下的气体体积，用以下公式换算成耗氧量mo：式中mo表示反应体系中消耗氧气质量，由测量装置直接示数；Mr表示1molO2的质量为32g；Vo表示反应瓶中消耗氧气在标况下的体积，单位ml；22.4表示标准状况下1mol理想气体的体积为22.4L，则反应瓶中单位体积消耗氧气质量B为：式中B表示混合液的单位体积消耗氧气质量，单位mg/L；V表示反应体系的体积，单位ml；(3)评价方法：通过单位体积消耗氧气质量B绘制耗氧速率和耗氧量变化特征曲线，根据耗氧速率和耗氧量变化特征曲线，将待测水样经活性污泥处理的各阶段分别评价为可生物处理阶段和不可生物处理阶段，所述可生物处理阶段指耗氧速率曲线高于内源呼吸速率曲线的阶段；所述不可生物处理阶段指耗氧速率曲线等于内源呼吸速率曲线的阶段；针对所述不可生物处理阶段发生的时点采集水样，进行水质分析，确定废水组分中的抑制物或难降解有机物；所述可生物处理阶段包括生物快速降解有机物阶段和生物容易降解有机物阶段，所述生物快速降解有机物阶段指在0～5h内，且呈现上升趋势的阶段；所述生物容易降解有机物阶段指5h后，生物耗氧速率仍高于高于内源呼吸速率，在其显著下降之前的阶段；针对所述生物快速降解有机物阶段和生物容易降解有机物阶段发生的时点，根据累积耗氧量曲线，确定极易处理和易处理有机物所占比例及处理时间。优选的，所述不可生物处理阶段废水组分中的抑制物或难降解有机物，可以优化运行条件、增加前后处理方法，包括改变碳源、氮源、磷源、增加气浮和水解酸化前处理方法。优选的，所述装置准备步骤中构建实验组和空白组两种反应体系指分别取α*V体积的的待测废水和去离子水，分别标记为实验组和空白组，其中，V是反应体系的体积，V的取值范围是200-400mL，α是反应体系中样品的投加比例，α的取值范围是50％-70％，向实验组和空白组中各加入θ*V体积的营养液和(1-α-θ)*V体积的活性污泥接种液，其中，θ是反应体系中营养液的投加比例。优选的，所述实验组和空白组两种反应体系中污泥浓度选择为2～4g/L。优选的，所述实验组和空白组两种反应体系中水温控制在20～30℃。优选的，所述实验组和空白组两种反应体系中pH值范围介于6.5～8.5。一种应用废水生物处理特性评价方法的装置，包括依次密封相连的二氧化碳吸附单元、反应单元、微量气体测定单元、氧气袋，所述微量气体测定单元还与数据分析单元相连。优选的，所述微量气体测定单元和反应单元之间装有单向阀，以使得气体仅能从微量气体单元流向反应单元。本专利技术与现有技术相比，其有益效果为：(1)本评价方法中的反应体系可根据实验目的进行优化改进，能够用于不同测试条件、不同反应体系下废水生物处理特性；(2)本评价方法可弥补传统评价方法BOD5/COD比值法的单一定点的缺陷，通过对泥水混合反应体系中的耗氧量的实时动态测定，可直观准确的观察有机物降解的动态过程，更接近实际处理工况，大大减少样品前期处理步骤，可降低人为操作对实验结果造成的误差，评价结果具有较好的可靠性和实际指导意义；(3)本评价方法可以定量确定不同降解难度的有机物所占比例、以及在降解过程中的降解启动时间和耗时长度，实现了对废水中有机物降解特性定量评价；(4)本评价系统为半自动化的控制系统，操作过程完全可控，同时可以实时观测生物降解过程，可简化对活性污泥的前处理步骤，有效缩短试验处理时间，减少人力、耗材。耗氧过程为自动化在线监测，实现了对废水中有机物降解的难易程度进行快速、半自动化测定。附图说明图1是本专利技术废水生物处理特性评价方法的实验流程图；图2是本专利技术废水生物处理特性评价的方法测试系统工作的流程图；图3是本专利技术具体评价流程图；图4实施例1中未经前处理印染废水的耗氧速率变化曲线；图5实施例1中未经前处理印染废水的中累积耗氧量变化曲线；图6实施例1中气浮和水解酸化处理后的印染废水耗氧速率变化曲线；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废水生物处理特性评价的方法，其特征在于，所述方法为：/n(1)装置准备：构建实验组、空白组两种反应体系后，在每个反应体系中接入二氧化碳吸附装置，同时连接气体测量装置；/n(2)读取气体测量装置数据结果，得到的耗氧量数据是标况下的气体体积，用以下公式换算成耗氧量m

【技术特征摘要】
1.一种废水生物处理特性评价的方法，其特征在于，所述方法为：
(1)装置准备：构建实验组、空白组两种反应体系后，在每个反应体系中接入二氧化碳吸附装置，同时连接气体测量装置；
(2)读取气体测量装置数据结果，得到的耗氧量数据是标况下的气体体积，用以下公式换算成耗氧量mo：



式中mo表示反应体系中消耗氧气质量，由测量装置直接示数；Mr表示1molO2的质量为32g；Vo表示反应瓶中消耗氧气在标况下的体积，单位ml；22.4表示标准状况下1mol理想气体的体积为22.4L，则反应瓶中单位体积消耗氧气质量B为：



式中B表示混合液的单位体积消耗氧气质量，单位mg/L；V表示反应体系的体积，单位ml；
(3)评价方法：通过单位体积消耗氧气质量B绘制耗氧速率和耗氧量变化特征曲线，根据耗氧速率和耗氧量变化特征曲线，将待测水样经活性污泥处理的各阶段分别评价为可生物处理阶段和不可生物处理阶段，所述可生物处理阶段指耗氧速率曲线高于内源呼吸速率曲线的阶段；所述不可生物处理阶段指耗氧速率曲线等于内源呼吸速率曲线的阶段；
针对所述不可生物处理阶段发生的时点采集水样，进行水质分析，确定废水组分中的抑制物或难降解有机物；
所述可生物处理阶段包括生物快速降解有机物阶段和生物容易降解有机物阶段，所述生物快速降解有机物阶段指在0～5h内，且呈现上升趋势的阶段；所述生物容易降解有机物阶段指5h后，生物耗氧速率仍高于高于内源呼吸速率，在其显著下降之前的阶段；
针对所述生物快速降解有机物阶段和生物容易降解有机物阶段发生的时点，根据累积耗氧量曲线，确定极易处理和易处理有机物所占比例及处理时间。
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡洪营，王天志，巫寅虎，
申请(专利权)人：清华苏州环境创新研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32