一種判定活性污泥處理能力的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于污水處理領域，涉及一種通過對活性污泥呼吸圖譜的分析和污泥與原 水的曝氣測定，判定污水廠活性污泥的處理能力的方法。
【背景技術】
[0002] 污水處理廠設計進廠污水的水量與水質數(shù)值按相關資料計算確定，但污水處理廠 建成后的實際情況與設計結果不同，往往有很大差異。污水廠在設計時一般采用污泥負荷 或者容積負荷來表示系統(tǒng)處理能力。而設計規(guī)范給定的負荷范圍廣，且不同工藝有不同要 求，因此污水處理廠的負荷往往要依據實際情況進行確定。然而污水處理系統(tǒng)的實際污泥 負荷卻經常受進水水質、污泥活性、水力停留時間等因素的影響，這給污水處理廠的實際處 理能力的評估帶來了困難，因此實際污水處理廠一般只有在出水超標等情況下，運行者才 會意識到系統(tǒng)超負荷，而一般狀態(tài)下的系統(tǒng)處理能力及出水超標的風險卻無法評估。我國 大量的中小型污水處理廠由于水質水量波動大，系統(tǒng)抗沖擊能力弱，及時評估系統(tǒng)處理能 力對于工藝運行參數(shù)調整具有重要意義。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的之一在于提供一種判定活性污泥處理能力的方法，該方法利用可生 物降解污染物降解完成時間^作為一個活性污泥指標，通過測定的安全區(qū)域來判定活性污 泥處理能力的高低，運行人員及時調整運行參數(shù)，為污水處理廠的合理運行和節(jié)能降耗提 供指導性意見。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術方案實現(xiàn)的。
[0005] 根據本發(fā)明實施例提供的一種判定活性污泥處理能力的方法，包括下述步驟：
[0006] 1)取未經任何處理的污水廠活性污泥，測量待測污水廠活性污泥濃度MLSS;
[0007] 2)對污水廠活性污泥進行呼吸圖譜測試，分別得到5個耗氧速率:現(xiàn)狀耗氧速率 〇UR s、準內源耗氧速率0URme、內源耗氧速率0URen、加氮源后耗氧速率0UR N和總耗氧速率 〇URT，得到各攪拌階段的比耗氧速率SOUR:
[0008] S0UR = 0UR/MLSS
[0009] 式中，OUR為各耗氧速率；
[0010] 對S0UR-t作導數(shù)曲線；
[0011] 3)取曝氣池內的活性污泥％置于污水處理智慧運行工作站的好氧反應器中，再取 對應污水處理廠原水V 2置于好氧反應器內，重復進行時控曝氣，再攪拌，直至溶解氧曲線出 現(xiàn)三個臺階停止；
[0012] 4)并按溶解氧曲線導數(shù)變化特征點得到快速可生物降解污染物降解完成時間h 和慢速可生物降解污染物降解完成時間 t2;定義實際污水廠曝氣池中的降解時間折算至反 應器時間：
[0013] texp =(原水體積V2/污泥體積Vi)*曝氣池水力停留時間；
[0014] 5)繪制現(xiàn)場污泥與原水混合后降解曲線，定義比準內源呼吸速率和比內源呼吸速 率最小值作為判定處理能力的呼吸臨界點S0UR cap(min{S0URen，S0URme})，在現(xiàn)場污泥與原 水混合后降解曲線中將S0UR cap±25%值作兩條橫線，與降解曲線相交得兩點A、B，并得到兩 個時間點t2swl、t2sw2 ;
[0015] 6)當t2 > tex[^，活性污泥處理系統(tǒng)出水超標風險大；
[0016] 當t2< ^寸，活性污泥處理系統(tǒng)的出水判定可分為：
[0017]若tl< t2< t2sw^，則活性污泥處理系統(tǒng)進水負荷低，出水可安全達標；
[0018] 若t2>t2swdt，則活性污泥處理系統(tǒng)超負荷，出水超標風險大；
[0019] 若t2swl<t2<t2sw!^，則活性污泥處理系統(tǒng)進水負荷處于臨界狀態(tài)。
[0020] 進一步，步驟2)中呼吸圖譜測試的具體過程為：取污水廠曝氣池中污泥0.3L并用 自來水稀釋至1.2L，測定現(xiàn)狀耗氧速率OURs;之后將污泥樣品通過攪拌15s、沉淀lOmin、去 上清液定容至0.6L，用緩沖溶液(PBS)洗泥3次，測定污泥的準內源耗氧速率0UR me;然后用自 來水將反應器內活性污泥混合液定容至1.2L，通過對污泥樣品曝氣2h測定其內源耗氧速率 〇UR en;再加入50g/L的氯化銨，測加氮源后耗氧速率0URN = 0URen+0URA;最后加入200g/L的無 水乙酸鈉，保證基質充足，測定總耗氧速率〇UR T=0URen+0URA+0URH。
[0021] 進一步，步驟3)中，重復進行時控曝氣2h，再攪拌300s。
[0022] 進一步，步驟3)中，所述三個臺階分別為:第一個臺階為快速可生物降解污染物降 解階段，降解完成時間為tl;第二個臺階為慢速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間 為^，第三個臺階為可生物降解污染物耗盡，微生物進入內源代謝階段。
[0023] 進一步，當t2>tMP時，為出水超標區(qū)，原水在實際污水長曝氣池內的降解時間不 足，污染物沒有完全降解完，污水已從曝氣池流出，活性污泥處理系統(tǒng)出水超標風險大;活 性污泥處理系統(tǒng)的出水不會達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準。
[0024] 進一步，當t2< texp時，活性污泥的水力停留時間是足夠的，可將活性污泥處理系 統(tǒng)的污染物降解完成時間分為三個區(qū)域，即安全區(qū)域[ti，t2swl]、臨界區(qū)域[t2swl，t 2sw2]、超 負荷區(qū)域[t2Sw2，+°°]。
[0025]進一步，當t <t2<t2sw^，為安全區(qū)域，原水負荷相對污泥系統(tǒng)低，活性污泥的比 耗氧速率SOUR高，去除污染物快，處理能力足夠，活性污泥處理系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，出水可 以達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準。
[0026] 進一步，當t2>t2swdt，為超負荷區(qū)域，進水負荷相對活性污泥而言太大，當活性污 泥的比耗氧速率SOUR降至呼吸臨界點時的比耗氧速率S0URcap時，污染物依舊沒有降解完 全，此后活性污泥進入內源呼吸狀態(tài)，降解污染物能力進一步下降，剩余污染物很難進一步 被降解，此時的進水負荷已超出活性污泥系統(tǒng)的處理能力，活性污泥處于超負荷狀態(tài)，污水 處理系統(tǒng)運行風險大，致使出水無法達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標 準。
[0027]進一步，當t2swl<t2<t2sw!^，為臨界區(qū)域，在此區(qū)間內污泥活性降低，去除污染物 有限，進水負荷處于活性污泥處理的臨界狀態(tài)，致使出水有可能達標，也有可能不達標，出 水不穩(wěn)定。
[0028]本發(fā)明針對傳統(tǒng)污水處理廠依據出水是否超標判斷超負荷的局限，無法對處理能 力做出正確評估的難題，從污泥自身特性和污泥與原水共同作用特征出發(fā)，將呼吸圖譜與 處理能力相結合，給出污水處理系統(tǒng)處理能力的安全區(qū)域，為污水處理廠的合理運行和節(jié) 能降耗提供指導性意見。
[0029] 相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的特點在于：
[0030] 1)快速有效，彌補現(xiàn)行方法的不足
[0031] 基于活性污泥的呼吸圖譜判定活性污泥的處理能力，能夠有效快速地判定活性污 泥的處理能力，彌補系統(tǒng)運行中處理能力難以評估的不足；
[0032] 2)檢測方便
[0033]步驟簡單易行，測試設備自動化，例如使用西安綠標水環(huán)境科技有限公司提供的 WBM400型污水處理智慧運行工作站，即可在無人操作的情況下自動化對待檢測污泥進行檢 測。
【附圖說明】
[0034] 圖1(a)、圖1(b)為污染物降解時間區(qū)域劃分圖。
【具體實施方式】
[0035] 下面通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0036] 本發(fā)明通過將活性污泥的呼吸圖譜與污泥與原水混合后曝氣測試結合來判定活 性污泥的處理能力。
[0037]本發(fā)明判定污水廠活性污泥的處理能力，包括以下步驟：
[0038] 1)取未經任何處理的污水廠污泥，測量待測污水廠污泥濃度MLSS;
[0039] 2)對污水廠活性污泥進行呼吸圖譜測試:取污水廠曝氣池中污泥^ = 0.31^并用自 來水稀釋至1.2L，測定現(xiàn)狀耗氧速率OURs;之后將污泥樣品通過攪拌15s、沉淀lOmin、去上 清液定容至0.6L，用緩沖溶液(PBS)洗泥3次，測定污泥的準內源耗氧速率0UR me;然后用自來 水將反應器內活性污泥混合液定容至1.2L，通過對污泥樣品曝氣2h測定其內源耗氧速率 〇UR en;再加入50g/L的氯化銨，測加氮源后耗氧速率0URN = 0URen+0URA;最后加入200g/L的無 水乙酸鈉，保證基質充足，測定總耗氧速率〇UR T = 0URen+0URA+0URH?？傻玫?個0UR耗氧速率： 現(xiàn)狀耗氧速率〇URs、準內源耗氧速率0UR me、內源耗氧速率0URen、加氮源后耗氧速率OURn和總 耗氧速率〇URT，和與之對應的各攪拌階段的比耗氧速率SOUR:
[0040] S0UR = 0UR/MLSS
[0041 ] 式中，0UR為各耗氧速率；
[0042] 對S0UR-t作導數(shù)曲線；
[0043] 3)取曝氣池內的活性污泥％ = 0.61^置于污水處理智慧運行工作站的好氧反應器 中，再取對應污水處理廠原水V2 = 0.6L于好氧反應器內，接著重復進行時控曝氣2h，再攪拌 300s，直至溶解氧曲線出現(xiàn)三個臺階停止；
[0044] 第一個臺階為快速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間為t1;第二個臺階 為慢速可生物降解污染物降解階段，降解完成時間為 t2，第三個臺階為可生物降解污染物 耗盡，微生物進入內源代謝階段。
[0045] 4)至此可得到快速可生物降解污染物降解完成時間t，與慢速可生物降解污染物 降解完成時間t2;定義實際污水廠曝氣池中的降解時間折算至反應器時間texp=(原水體積 V2/污泥體積Vl ) *曝氣池水力停留時間；
[0046] 5)定義比準內源呼吸速率和比內源呼吸速率最小值作為判定處理能力的呼吸臨 界點S0UR cap(min{S0URen，S0URme})，在現(xiàn)場污泥與原水混合后降解曲線中將S0UR cap± 25% 值作兩條橫線，與降解曲線相交得兩點A、B，并得到兩個時間點t2swl、t2sw2;
[0047] 6)若t2>texp時，為出水超標區(qū)，則活性污泥處理系統(tǒng)出水超標風險大；原水在實 際污水長曝氣池內的降解時間不足，污染物沒有完全降解完，污水已從曝氣池流出，活性污 泥處理系統(tǒng)出水超標風險大;活性污泥處理系統(tǒng)的出水不會達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物 排放標準》中的一級A標準；
[0048]在t2< texp時，活性污泥處理系統(tǒng)的出水判定可分為：
[0049] (安全區(qū)域），則活性污泥處理系統(tǒng)進水負荷相對活性污泥低，出水 可安全達標;活性污泥的比耗氧速率SOUR高，去除污染物快，處理能力足夠，活性污泥處理 系統(tǒng)處于安全狀態(tài)，出水可以達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》中的一級A標準。
[0050] 若t2>t2sw2(超負荷區(qū)域），則活性污泥處理系統(tǒng)進水負荷相對活性污泥超負荷，活 性污泥運行風險大，出水不達標;