一种活性污泥脱氮性能评价方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种活性污泥脱氮性能评价方法及装置，其中评价装置包括：反应器；喷淋装置，设于所述反应器内部上方；搅拌装置，位于所述反应器内部的下方，用于搅拌污泥；曝气单元，一端伸入所述反应器内部，另一端连接供气装置；离子检测单元，用于监测所述反应器内部溶液各离子的浓度。溶解氧监测单元，用于监测所述反应器内部溶解氧含量。本评价装置能够实现对脱氮过程的全模拟，能够完整的评价活性污泥的脱氮能力。的脱氮能力。的脱氮能力。

【技术实现步骤摘要】
一种活性污泥脱氮性能评价方法及装置


[0001]本专利技术涉及污水处理
，更具体地，涉及一种活性污泥脱氮性能评价方法及装置。

技术介绍

[0002]生物脱氮工艺以活性污泥为核心，硝化和反硝化为基础。而活性污泥脱氮能力直观表现在硝化/反硝化速率值的大小。硝化/反硝化速率是反映脱氮能力高低的关键性运行参数指标。利用测定的硝化/反硝化速率，可更加合理的确定生物反应池的水力停留时间，溶解氧等，使其既能满足脱氮过程充分进行，又不至于停留时间过长，使得构筑物得到充分利用。同时，脱氮性能评价的结果可作为工艺评价和调控的指标，有助于水厂运行精确曝气和碳源投加，节能降耗。此外活性污泥脱氮性能的变化能更精准的暴露运行中隐藏的问题及运行调控带来的风险。
[0003]通常来说，脱氮性能的评价需要考虑生物反应池水温，溶解氧控制水平和抑制剂等诸多因素影响。针对活性污泥的脱氮性能的评价包括硝化能力和反硝化能力两部分，传统方法对影响硝化/反硝化能力测试结果的各项参数未进行明确的约束，结果仅能反应瞬时工况，缺乏对阶段运行的指导性；由于未对影响测试结果的条件进行明确限制，多次评价结果之间不具备可比性，无法探究污泥脱氮性能变化，也无法对比不同样本间脱氮性能差异。此外，传统评价方法对活性的两种脱氮能力分别测试，不具有评价的连续性和过程的完整性，增加了不同批次结果偶然性误差带来的风险；速率结果通过简单线性计算，忽略脱氮过程的阶段性变化结果准确性不足。
[0004]因此，如何解决传统方法的不足，提升结果的准确性和指导性，是目前急于解决的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提出一种活性污泥脱氮性能评价方法及装置，能够对活性污泥脱氮性能进行准确评价。
[0006]基于上述目的，本专利技术提供了一种活性污泥脱氮性能评价装置，包括：
[0007]反应器；
[0008]喷淋装置，设于所述反应器内部上方；
[0009]搅拌装置，位于所述反应器内部的下方，用于搅拌污泥；
[0010]曝气单元，一端伸入所述反应器内部，另一端连接供气装置；
[0011]离子检测单元，用于监测所述反应器内部溶液各离子的浓度。
[0012]溶解氧监测单元，用于监测所述反应器内部溶解氧含量。
[0013]可选方案中，所述反应器的材料为透明钢化玻璃，其上设有体积刻度。
[0014]可选方案中，所述搅拌装置具有搅拌桨，所述搅拌桨包括对称设置的第一叶片和第二叶片，其中所述第一叶片的尾部向上弯曲，所述第二叶片的尾部向下弯曲。
[0015]可选方案中，所述搅拌桨为两个，两个所述搅拌桨的第一叶片和第二叶片相对设置。
[0016]可选方案中，所述反应器的顶部具有排气孔和进料口；所述反应器的底部具有卸料口。
[0017]本专利技术还提供了一种活性污泥脱氮性能评价方法，包括以下步骤：
[0018]步骤1：将离心后的活性污泥置于反应器内，并对活性污泥进行清洗；
[0019]步骤2：向所述反应器中注入设定浓度和体积的氨氮溶液和COD溶液，控制混合液中氨氮离子浓度和COD浓度在预设范围内；对所述活性污泥进行搅拌，记录当前氨氮离子、硝氮离子；
[0020]步骤3：向所述反应器中曝入空气，监测所述反应器内部溶解氧含量，并控制所述溶解氧含量在预设范围内；
[0021]步骤4：按照设定时间间隔持续记录混合液中氨氮离子、硝氮离子的浓度，直至相邻两次氨氮离子浓度的变化小于设定值，停止曝气，并记录此时氨氮离子、硝氮离子和COD的浓度；
[0022]步骤5：向所述反应器中曝入氮气，吹脱混合液中的氧气，直至监测到溶解氧含量低于设定值；
[0023]步骤6：根据所述步骤4最后记录的所述硝氮离子浓度和COD的浓度，确定COD溶液和硝酸离子补充量，控制混合液的COD浓度和硝氮离子浓度在预设范围内，并记录硝酸离子补充量、氨氮离子浓度、硝氮离子浓度；
[0024]步骤7：按照设定时间间隔持续记录混合液中氨氮离子、硝氮离子的浓度，直至相邻两次硝氮离子浓度的变化小于设定值，并记录此时氨氮离子浓度，硝氮离子浓度；
[0025]步骤8：根据步骤4记录的数据，绘制氨氮离子浓度的变化曲线，计算硝化速率；根据步骤7记录的数据，绘制硝氮离子浓度的变化曲线，计算反硝化速率。
[0026]可选方案中，根据以下公式计算所述硝化速率：
[0027][0028]其中，σ1为硝化速率，和为氨氮离子浓度的变化曲线中呈线性变化的两个端点的氨氮离子浓度，t
i
和t
i+1
为与和对应的两次记录的时刻，n为氨氮离子浓度的变化曲线呈线性变化的段数，mlss为混合液中污泥浓度。
[0029]可选方案中，根据以下公式计算所述反硝化速率：
[0030][0031]其中，σ2为反硝化速率，和为硝氮离子浓度的变化曲线中呈线性
变化的两个端点的硝氮离子浓度，t
j
和t
j+1
为与和对应的两次记录的时刻，m为硝氮离子浓度的变化曲线中呈线性变化的段数，mlss为混合液中污泥浓度。
[0032]可选方案中，所述方法还包括：根据以下公式计算整个过程中总氮的去除效率，
[0033][0034]其中，σ3为总氮的去除效率，和分别为步骤2中记录的氨氮离子浓度和硝氮离子浓度，步骤6补充的硝氮离子浓度，和分别为步骤7结束时氨氮离子浓度和硝氮离子浓度，T为步骤7的持续时长减去步骤4的持续时长，mlss为混合液中污泥浓度。
[0035]可选方案中，所述步骤1中的对活性污泥进行清洗包括：将污泥置于所述反应器内，并注入设定量的蒸馏水，记录下刻线位置，进行搅拌分散，然后静置，去除上层清液，之后注入蒸馏水至刻线；反复3～5次，洗净污泥，最后注入蒸馏水至刻线。
[0036]本专利技术的有益效果在于：
[0037]本专利技术中活性污泥脱氮性能评价方法实现了对脱氮过程的全模拟，从硝化、反硝化和整体脱氮速率三个方面分别进行评价。实现了对活性污泥在脱氮各阶段和总体能力的评价，提高了评价的整体性和全面性。
[0038]同一批次实验统一控制初始评价条件，活性污泥成为单一变量，剔除外部环境差异影响，更为突出对活性污泥自身脱氮性能的评价，同时也显著的提高了评价结果的准确性；此外，在统一标准条件下，在同一批次实验中实现不同时间和不同空间的样本脱氮性能的对比，拓展了评价方法的使用宽度和广度。
[0039]利用分段计算的方法，提升结果准确性，为水厂在脱氮方面实现经济、低碳运行提供参考。
[0040]本专利技术具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本专利技术的特定原理。
附图说明
[0041]通过结合附图对本专利技术示例性实施例进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种活性污泥脱氮性能评价装置，其特征在于，包括：反应器；喷淋装置，设于所述反应器内部上方；搅拌装置，位于所述反应器内部的下方，用于搅拌污泥；曝气单元，一端伸入所述反应器内部，另一端连接供气装置；离子检测单元，用于监测所述反应器内部溶液各离子的浓度。溶解氧监测单元，用于监测所述反应器内部溶解氧含量。2.根据权利要求1所述的活性污泥脱氮性能评价装置，其特征在于，所述反应器的材料为透明钢化玻璃，其上设有体积刻度。3.根据权利要求1所述的活性污泥脱氮性能评价装置，其特征在于，所述搅拌装置具有搅拌桨，所述搅拌桨包括对称设置的第一叶片和第二叶片，其中所述第一叶片的尾部向上弯曲，所述第二叶片的尾部向下弯曲。4.根据权利要求3所述的活性污泥脱氮性能评价装置，其特征在于，所述搅拌桨为两个，两个所述搅拌桨的第一叶片和第二叶片相对设置。5.根据权利要求1所述的活性污泥脱氮性能评价装置，其特征在于，所述反应器的顶部具有排气孔和进料口；所述反应器的底部具有卸料口。6.一种活性污泥脱氮性能评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将离心后的活性污泥置于反应器内，并对活性污泥进行清洗；步骤2：向所述反应器中注入设定浓度和体积的氨氮溶液和COD溶液，控制混合液中氨氮离子浓度和COD浓度在预设范围内；对所述活性污泥进行搅拌，记录当前氨氮离子、硝氮离子；步骤3：向所述反应器中曝入空气，监测所述反应器内部溶解氧含量，并控制所述溶解氧含量在预设范围内；步骤4：按照设定时间间隔持续记录混合液中氨氮离子、硝氮离子的浓度，直至相邻两次氨氮离子浓度的变化小于设定值，停止曝气，并记录此时氨氮离子、硝氮离子和COD的浓度；步骤5：向所述反应器中曝入氮气，吹脱混合液中的氧气，直至监测到溶解氧含量低于设定值；步骤6：根据所述步骤4最后记录的所述硝氮离子浓度和COD的浓度，确定COD溶液和硝酸离子补充量，控制混合液的COD浓度和硝氮离子浓度在预设范围内，并记录硝酸离子补充...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊，付强，杨彤，李珧，崔华峰，王润芳，胡鑫鑫，
申请(专利权)人：北京北排水环境发展有限公司水质检测中心，
类型：发明
国别省市：