活性污泥溶解性化学需氧量的测定方法技术

本发明专利技术涉及活性污泥溶解性化学需氧量的测定方法。设定风光光度计的检测波长为６３０ｎｍ，并以去离子水的透光率为１００％；将污泥破壁溶胞处理后，分别取一定体积的溶胞污泥至少２份，在不同的离心加速度下离心固定的时间，或者在固定的离心加速度下离心不同的时间，根据重铬酸钾标准滴定方法分析，测定出不同离心条件下污泥悬浊液的化学需氧量（ＣＯＤ）数值；在直角坐标系中以横坐标为溶液透光率数值，纵坐标为悬浊液的化学需氧量数值，然后采用Ｅｘｃｅｌ软件对数据进行线性回归，并外推至透光率为１００％，对应的ＣＯＤ数值即为溶胞污泥后不含污泥粒子时溶液的溶解性化学需氧量（ＳＣＯＤ）数值。该方法分析测定结果与０．４５ｕｍ膜过滤制备溶液测定的溶解性化学需氧量数值相比，其相对误差小于５％。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种剩余污泥处理过程中当污泥颗粒细小、难以膜过滤时污泥上清液中溶解 性化学需氧量(SCOD)的测定方法，属于污水处理和固体废弃物处理领域的污泥处理技术， 是一种。
技术介绍
随着社会经济的发展与城市化进程的加快，城镇污水及其污泥数量快速增加。我国年产 湿污泥已高达1200万吨，年增长速度为10-15%之间。由于污泥处理成本占污水处理厂处理 成本的50%左右，成本很高，因此我国许多污水处理厂往往只处理到污水而避开了污泥处理， 以填埋和堆放为主，引发严重的环境污染问题。因此，在积极进行污水处理的同时对污泥进 行科学合理的处理处置已是势在必行。污泥消化作为当前城镇污水厂污泥减量化的主要方法，其主要的限制条件是其消化时间 长、消化速率慢、产气率低等问题。通过研究发现，导致该问题的主要原因是污泥中微生物 细胞壁的阻碍作用，限制了微生物水解酸化速率。为此，人们提出了各种污泥预处理方法如 酸溶解、碱溶解、臭氧氧化、超声波破壁、热溶解、低温冷冻等，以促进污泥絮体分解、微 生物破壁、细胞溶解，释放出污泥微生物细胞内有机物，以改善污泥在厌氧消化过程中消化 速率、甲烷化和减量化效果。污泥破壁预处理过程中，人们往往借助污泥上清液中溶解性化 学需氧量(SCOD)的增加幅度来判断污泥的溶胞程度和效果。因此，如何准确、方便、快 速地测定溶解性化学需氧量就成为污泥溶胞技术评价中一个重要问题。溶解性化学需氧量是 待测定溶液中不含污泥粒子时溶液的化学需氧量，即溶液中待测物质成分子态。因此，在测 定溶解性化学需氧量时需要对污泥上部溶液进行0.45um膜过滤，以确保溶液中不含固体粒 子，保证溶解性化学需氧量分析的准确性。然而，当污泥经过各种技术溶胞处理特别是超声 波长时间处理后污泥絮体被大大分散、大量的污泥细小粒子和细胞碎片悬浮于溶液中，即使' 经过高速离心后的污泥溶液也难以进行0.45um膜过滤。因此，传统的采用0.45um膜过滤的 方法来制备不含污泥粒子的溶液具有很大的难度，影响溶解性化学需氧量的准确测定，也影 响各种溶胞技术间的准确评价。因此，提出一种新的简便、快速、准确的溶解性化学需氧量 测定方法就显得非常重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种城镇剩余污泥溶胞过程中溶解性化学需氧量准确、简便分析方 法，可为污泥溶胞技术效果评价提供技术支持。本专利技术主要需要的设备有高速离心机，风光光度计以及标准重铬酸钾化学需氧量滴定分 析方法所需的各种试剂和设备，分析步骤、方法叙述如下设定检测波长设定风光光度计的检测波长为630nm,并以去离子水的透光率为100% ;制备溶液样品分别取一定体积的粒子细小、难以进行0.45um膜过滤污泥至少2份，在 不同的离心加速度下离心固定的时间，或者在固定的离心加速度下离心不同的时间，根据重 铬酸钾标准滴定方法分析，测定出不同离心条件下污泥悬浊液的化学需氧量(COD)数值；作图在直角坐标系中以横坐标为溶液透光率数值，纵坐标为悬浊液的化学需氧量数值，然后利用Excel软件对数据进行线性回归，得到线性回归方程，并依据该线性方程计算出透 光率为100%时对应的COD数值即为溶胞污泥后不含污泥粒子时溶液的溶解性化学需氧量 (SCOD)数值。' 详细说明如下第一歩，设定检测波长原剩余污泥上清液为无色，随着污泥溶胞程度的深化，由于污 泥生物细胞的破坏，细胞内物质被释放进入溶液而导致污泥溶液颜色成为橙色，溶胞越充分 则橙色越深。由于本专利技术中采用光学方法分析溶液中悬浮粒子的浓度，因此，为了避免溶液 自身颜色对风光光度计的检测光线的吸收干扰，所以设定的检査光线对应的波长要与溶胞后 溶液的橙色对应的波长一致，范围为600nm 650nm。另一方面，目前溶液中悬浮粒子光学 检测设备中粒子计数器的光源普遍采用激光，其检测波长通常为630nm，正好属于橙色波长 范围之内，因此本专利技术中设定的风光光度计的检测波长为630nm，并以去离子水的透光率为 100% 。第二步，制备溶液样品分别取一定体积的粒子细小、难以0.45mn膜过滤污泥至少2份， 份数越多则测定的溶解性化学需氧量数据则越准确，但相应的工作量加大。然后，使污泥样 品或者在不同的离心加速度下离心固定的时间，或者在固定的离心加速度下离心不同的时间， 其主要目的在于制备具有不同透光率的悬浊液，也就是不同污泥浓度含量的污泥悬浊液。第三步，数据分析1、 溶液透光率测定分别对不同条件下制备的污泥悬浊液采用风光光度计在波长为630nm下测定其透光率(T)数据。2、 悬浊液COD分析根据重铬酸钾标准滴定方法分析，测定出不同离心条件下污 泥悬浊液的化学需氧量(COD)数值。3、 作图利用Excel软件，在直角坐标系中以横坐标为溶液透光率数值(单位％)， 纵坐标为悬浊液的化学需氧量(COD)数值，然后对数据进行线性回归，并得到 线性回归方程，根据该线性方程计算透光率为100%时的COD数值即为溶胞污 泥后不含污泥粒子时溶液的溶解性化学需氧量(SCOD)数值。本专利技术的原理是依据朗伯-比尔定律，当溶液中悬浮粒子浓度较小时，如果溶液自身颜 色对检测光线无干扰，则粒子浓度与透光率成线性关系，粒子浓度越高则透光率越低，其数学表达式如下r = ioo-k: (i) 其中r为透光率，单位％， )t为与悬浮粒子的性质和检测样品池的性质有关的直线斜率，单位为L/mg， C为溶液中悬浮粒子浓度，单位为mg/L。当溶液中污泥粒子浓度为0时则溶液 的透光率相应为100。对某一固定的污泥，其单位质量污泥的化学需氧量数值通常为定值。因此，当溶液中污泥粒子浓度越高时，则对溶液的COD增加值越大。溶液化学需氧量(COD) 与溶液中污泥粒子浓度同样成线性关系COD=SCOD+CxCODs (2)其中，C表示污泥悬浊液中污泥粒子浓度，单位为mg/L， CODs表示单位质量污泥粒子的化 学需氧量，单位为mg/mg污泥粒子。根据公式(1)和公式(2)，可以得到污泥悬浊液化学 需氧量(COD)数值与溶液透光率(T)的关系式ioo_rCOD=SCOD +-x COD f^ A:由于SCOD、斜率k和单位质量污泥的化学需氧量(CODs)为定值，因此污泥悬浊液的 化学需氧量(COD)与透光率成也成线性关系。依据公式(3)，只要测定出至少2个不同透 光率条件下的悬浊液的化学需氧量(COD)数值，即可利用线性外推至透光率为100时的化 学需氧量(COD)值即为溶解性化学需氧量(SCOD)。本专利技术的关键技术之一在于风光光度计检测波长的确定。如果检测波长确定不合适则会 发生由于溶液本身的橙色对检测光线的吸收而影响对溶液中悬浮粒子浓度的准确测定。因此， 风光光度计的检测波长在溶液自身颜色橙色对应的波长600nm 650nm范围内进行选择，以 避免溶液自身颜色对粒子检测的干扰。本专利技术的关键技术之二在于溶胞污泥悬浊液的制备。制备的悬浊液污泥粒子浓度与透光 率要在线性区间，即悬浊液浓度在较低范围内才可以采用本专利技术方法。为了检测污泥粒子浓 度是否在线性范围内，需要采用原污泥和原污泥上清液配置一系列不同浓度的污泥悬浊液， 在选定的检测波长下检测其透光率，并在直角坐标系上以污泥浓度为横坐标、透光率为纵坐 标作图，并利用Excel软件对数据的线性回本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性污泥溶解性化学需氧量的测定方法，其特征是步骤如下：　设定检测波长：设定风光光度计的检测波长为６３０ｎｍ，并以去离子水的透光率为１００％；　制备溶液样品：分别取一定体积的粒子细小、难以进行０．４５ｕｍ膜过滤的污泥至少２份， 在不同的离心加速度下离心固定的时间，或者在固定的离心加速度下离心不同的时间，根据重铬酸钾标准滴定方法分析，测定出不同离心条件下污泥悬浊液的化学需氧量（ＣＯＤ）数值；　作图：在直角坐标系中以横坐标为溶液透光率数值，纵坐标为悬浊液的化学需氧 量数值，然后对数据在Ｅｘｃｅｌ软件中利用数据散点回归功能对不同透光率下的化学需氧量进行线性回归，并得到化学需氧量（ＣＯＤ）与透光率（Ｔ）的线性方程，并依据该方程计算透光率为１００％时的化学需氧量，对应的ＣＯＤ数值即为溶胞污泥后不含污泥粒子时溶液的溶解性化学需氧量（ＳＣＯＤ）数值。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘勇，张书廷，郝赟，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]