一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法技术方案

本发明专利技术属于污水处理技术领域，涉及一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，该方法包括以下步骤：污泥生物脱氮除磷速率测试、生物系统全流程测试及测试数据分析；脱氮除磷测试方法可在短时间内掌握微生物脱氮除磷最优潜能；生物系统全流程测试细化到每个功能单元，提出各功能单元的核心控制指标，优化取样点位，既减少取样化验样品数量缩短整体测试时间，又弥补了功能单元数据缺失的实际问题；测试数据结合工艺运行参数分析，核算功能单元污染物理论转化量和实际去除量，对比判断除磷脱氮提升潜力；本发明专利技术构建的测试方法步骤规范、测试时间短，为脱氮除磷生物系统性能评估基础数据的获取提供支撑。估基础数据的获取提供支撑。估基础数据的获取提供支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法。

技术介绍

[0002]我国城镇污水处理的重点从污染物削减转变为水资源再生利用和对水生态环境的健康补给。结合北京、天津、太湖、滇池等地方高排放标准相继颁布实施，污水处理厂出水作为再生水补充水体已成为节约水资源的重要途径之一，对污水氮磷营养物的强化去除提出了更为严格的要求。目前设计人员普遍采用调整厌氧、缺氧、好氧等功能区的大小、排列、数量增减以及混合液循环、回流方式的变化等工艺方式保证出水稳定达到高排放标准。
[0003]高排放标准和多种功能单元同步运行的工艺方式对污水处理厂的运行技术水平要求不断提高，而许多污水处理厂仍在通过投加大量化学药剂来保障出水稳定达标。以高能耗、高药耗为代价实现污染物削减与减排，生物系统各工艺单元运行效能潜力未能得到充分发挥，制约着污水处理厂绿色低碳与集约化运营的实现。在低碳发展的新形势下，需要在保证污水处理厂各个处理系统运行稳定的基础上，进一步降低能耗物耗，实现可持续发展。
[0004]全面、准确掌握各工艺单元运行状况是快速解决以上问题的基础和关键。然而，目前大多数污水处理厂只能提供常规进出水水质指标和日常巡检记录，生物系统工艺单元运行现状测试并不属于日常运行管理范围，未能实现脱氮除磷生物系统性能评估相关数据的有效积累，给精细化运行管理方案制定带来难度。因此，需要建立一套规范化的用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，以完成评估所需的核心控制参数测试，为运行效能诊断，节能降耗提供数据支持。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，能够解决污水处理厂运行过程中核心控制参数掌握不够带来的生物系统脱氮除磷性能难以评估，运行优化难以确定的问题。
[0006]为实现以上技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，包括以下步骤：
[0007]步骤S1.污泥微生物脱氮除磷速率测试：向预处理后的回流污泥中投加快速碳源，模拟厌氧、缺氧和好氧环境，测算不同功能段的脱氮除磷速率；
[0008]步骤S2.生物系统全流程测试：结合工艺设计确定测试工艺单元及取样点位，结合工艺单元功能确定核心测试指标，全过程取样并测试；
[0009]步骤S3.测试数据分析：基于步骤S1和S2，结合实际进水水质、水量和工艺运行参数，核算功能单元污染物的理论转化量和实际去除量，通过数据对比评估生物系统是否完全发挥除磷脱氮潜力，若有提升潜力，结合测定的实际环境参数、污泥性能参数为除磷脱氮
生物系统制定工艺优化方案。
[0010]进一步地，步骤S1中所述污泥微生物脱氮除磷速率测试包括以下步骤：
[0011](1)回流污泥预处理：取3～5L回流污泥消氧至DO<0.2mg/L，以P计，向污泥中加入10～15mg磷酸二氢钾KH2PO4，泥水分离后测试上清液磷酸盐PO
43－
‑
P浓度，搅拌5～10min，再次测试确定PO
43－
‑
P浓度不变，以消除剩余除磷药剂干扰；
[0012](2)向预处理后的回流污泥中加入足量快速碳源并搅拌，取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的PO
43－
‑
P浓度，持续时间不低于30min后，以上清液硝酸盐NO3‑
N浓度标准核算，以N计，加入5～10mg/L硝酸钾KNO3；取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的NO3‑
N浓度，反应时间不低于1h后，结合剩余PO
43
‑
‑
P和NO3‑
N浓度，加入适量KH2PO4和氯化铵NH4Cl，保证上清液中PO
43
‑
‑
P浓度不低于5mg/L、NH
4+
‑
N浓度不低于10mg/L进行曝气，当DO>2mg/L开始取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的NH
4+
‑
N，持续时间大于1h后试验结束，测试混合液中污泥挥发分浓度MLVSS；
[0013](3)分别绘制PO
43－
‑
P～t、NO3‑
N～t、NH
4+
‑
N～t线性关系图，并结合MLVSS计算活性污泥的厌氧段释磷速率、缺氧段反硝化脱氮除磷速率及好氧段硝化和吸磷速率。
[0014]进一步地，步骤(2)中所述快速碳源的加入量保证混合液中起始的COD不低于60mg/L，并以50
‑
100转/分钟的速率进行低速搅拌。
[0015]进一步地，步骤S2中所述生物系统全流程测试的测试工艺单元包括预缺氧段、厌氧段、反硝化除磷段、第一缺氧段、第一好氧段、消氧段、第二缺氧段、第二好氧段及二沉池，混合液自第一好氧段的出口端回流至第一缺氧段的进口端、自第二好氧段的出口端回流至第二缺氧段的进口端，污泥自二沉池的出口端回流进入预缺氧段的进口端，以上功能单元根据实际工艺灵活调整，测试前明确具体工艺单元及混合液、污泥回流模式。
[0016]进一步地，步骤S2中根据功能单元设置特点及运行模式确定的测试取样点位包括：预缺氧段前端、末端；厌氧段末端，反硝化除磷段末端；第一缺氧段末端，第一好氧段前端、中端、末端，消氧段末端，第二缺氧段末端，第二好氧段前端、中端、末端，二沉池出水堰口、混合液进入缺氧段的前端、污泥回流进出厌氧段的前端。
[0017]进一步地，步骤S2中所述核心测试指标包括环境参数、水质参数及污泥性能参数。
[0018]进一步地，所述环境参数包括预缺氧段前端的DO和ORP；厌氧段内的ORP；反硝化除磷段的ORP；第一缺氧段内的ORP和pH；第一好氧段前端、中端、末端的DO、ORP和pH；消氧段末端的DO和ORP；第二缺氧段末端的DO和ORP；第二好氧段前端、中端、末端的DO、ORP和pH；二沉池内的DO和ORP；混合液回流进入缺氧池入口的DO；污泥回流区进入厌氧池入口的DO；以上环境参数均需要在功能单元现场测试。
[0019]进一步地，所述水质参数包括预缺氧段末端活性污泥上清液中的NO3‑
N、PO
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P；厌氧段末端活性污泥上清液中的氨氮NO3‑
N、PO
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P；反硝化除磷段末端活性污泥上清液中的PO
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P和NO3‑
N；第一缺氧段末端活性污泥上清液中的溶解性有机物(SCOD)、NO3‑
N、PO
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P；第一好氧段前端、中端、末端活性污泥上清液中的NH
4+
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N、NO3‑
N、PO
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1. 污泥微生物脱氮除磷速率测试：向预处理后的回流污泥中投加快速碳源，模拟厌氧、缺氧和好氧环境，测算不同功能段的脱氮除磷速率；步骤S2. 生物系统全流程测试：结合工艺设计确定测试工艺单元及取样点位，结合工艺单元功能确定核心测试指标，全过程取样并测试；步骤S3. 测试数据分析：基于步骤S1和S2，结合实际进水水质、水量和工艺运行参数，核算功能单元污染物的理论转化量和实际去除量，通过数据对比评估生物系统是否完全发挥除磷脱氮潜力，若有提升潜力，结合测定的实际环境参数、污泥性能参数为除磷脱氮生物系统制定工艺优化方案。2.根据权利要求1所述的用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，其特征在于，步骤S1中所述污泥微生物脱氮除磷速率测试包括以下步骤：（1）回流污泥预处理：取3~5 L回流污泥消氧至DO&lt;0.2 mg/L，以P计，向污泥中加入10 ~15 mg磷酸二氢钾KH2PO4，泥水分离后测试上清液磷酸盐PO
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‑
P浓度，搅拌5~10 min，再次测试确保PO
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P浓度不变；（2）向预处理后的回流污泥中加入足量快速碳源并搅拌，取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的PO
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P浓度，持续时间不低于30 min后，以上清液硝酸盐NO3‑
N浓度标准核算，以N计，加入5~10mg/L硝酸钾KNO3；取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的NO3‑
N浓度，反应时间不低于1h后，结合剩余PO
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P和NO3‑
N浓度，加入适量KH2PO4和氯化铵NH4Cl，保证上清液中PO
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P浓度不低于5mg/L、NH
4+
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N浓度不低于10 mg/L进行曝气，当DO &gt;2 mg/L开始取不同时间点的混合液，泥水分离后测试上清液中的NH
4＋
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N，持续时间大于1h后试验结束，测试混合液中污泥挥发分浓度MLVSS；（3）分别绘制PO
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P ~ t、NO3‑
N ~ t、NH
4＋
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N ~ t线性关系图，并结合MLVSS计算活性污泥的厌氧段释磷速率、缺氧段反硝化脱氮除磷速率及好氧段硝化和吸磷速率。3.根据权利要求2所述的用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，其特征在于，步骤（2）中所述快速碳源的加入量保证混合液中起始的COD不低于60 mg/L，并以50
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100转/分钟的速率进行低速搅拌。4.根据权利要求1所述的用于脱氮除磷生物系统性能评估的检测方法，其特征在于，步骤S2中所述生物系统全流程测试的测试工艺单元包括预缺氧段、厌氧段、反硝化除磷段、第一缺氧段、第一好氧段、消氧段、第二缺氧段、第二好氧段及二沉池，混合液自第一好氧段的出口端回流至第一缺氧段的进口端、自第二好氧段的出口端回流至第二缺氧段的进口端，污泥自二沉池的出口端回流进入预缺氧段的进口端，以上功能单元根据实际工艺灵活调整，测试前明确具体工艺单元及混合液、污泥回流模式。5.根据权利要求4所述的用于脱氮除磷生物系统性能评估的快速检测方法，其特征在于，步骤S2中根据功能单元设置特点及运行模式确定的测试取样点位包括：预缺氧段前端、末端；厌氧段末端，反硝化除磷段末端；第一缺氧段末端，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾淼，李鹏峰，尚巍，郭亚琼，杨敏，张钰婷，隋克俭，游佳，陈轶，张玲玲，
申请(专利权)人：中国市政工程华北设计研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：