技術領域

本發明屬于城市污水處理技術領域，涉及一種測定廢水生物處理系統中活性污泥瞬時呼吸速率的裝置和方法。

背景技術

活性污泥法是城鎮污水生物處理中的主流技術，在活性污泥法處理污水過程中，活性污泥呼吸速率(OUR)是反應活性污泥系統微生物活性的一個重要指標，而且可表征曝氣池的實際需氧量，對于工藝運行和曝氣控制具有重要作用。然而，由于OUR在線連續檢測方法的限制，污水處理廠目前的監測體系中還沒有實現該指標的實時監測。如果能開發一種活性污泥OUR在線檢測方法和裝置實現污水處理過程中活性污泥OUR的在線動態測定，對于污水處理廠的運行優化有非常重要的意義。

國內專利有采用密閉法，使用一臺溶解氧儀測量呼吸速率，其代價是呼吸速率只能間歇測定且時間較長，一般都需要十幾分鐘，難以迅速反應實際變化情況。在曝氣過程控制中，往往需要在幾分鐘之內測定呼吸速率和計算需氧量。傳統方法只能用于評估活性、監測毒性等，不能用于實施控制。因此，需要采用單一探頭連續測定的方法。

例如中國專利CN103278495A公開了一種活性污泥比耗氧速率(SOUR)在線測定裝置，該裝置利用兩個熒光溶解氧探頭測試呼吸管進水溶解氧和出水溶解氧，呼吸管密閉，敞口曝氣，混合液在呼吸管中處于流動狀態，通過呼吸管進出水溶解氧的差值與混合液在呼吸管中停留時間的比值確定混合液耗氧速率。但是，在該方法中，兩個溶解氧探頭測試耗氧速率時，兩個熒光溶解氧探頭之間的誤差將影響測試的準確性，需要定期對兩個熒光溶解氧探頭進行校準。因此，該專利所述的方法并不能準確測試OUR。

國外儀器有使用同一臺溶解氧儀測定(RA-1000)，但需要定期更換流動方向，且呼吸速率測試的周期固定。由于反應器容積、泵流速等的限制，測試周期可調節的范圍很小。由于測試周期固定或者可調幅度小，這使得呼吸速率儀難以適應污泥活性或進水負荷大幅度波動的場合。在呼吸速率很大時，在曲線尾部可能出現溶解氧抑制的拐點，導致計算錯誤；在呼吸速率很小時，曲線很平緩易導致斜率計算不準確。因此，需要在單一探頭和連續測定的基礎上，增加測量周期的調節靈活性。

此外，傳統呼吸速率的計算公式包含了測試周期的影響，導致測試周期改變后，計算公式也需要隨之變化。因此，需要采用新的呼吸速率計算方法，在呼吸速率計算中去除測量周期的影響。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對呼吸速率間歇測定、多臺溶解氧儀系統誤差、測量周期無法調整或幅度小等問題，建立一種基于推流式往復流動的呼吸速率計算方法與活性污泥瞬時呼吸速率測定裝置，可以實現連續測定、單臺溶解氧儀讀數、自動調整測量周期等功能，可有力支持污水處理廠活性污泥性質的監測與控制。

為達上述目的，本發明一種活性污泥呼吸速率測定裝置，所述裝置包括采樣蠕動泵、溶解氧探頭套筒、溶解氧探頭、溶解氧變送器、圓形盤管、控制器和觸摸屏，所述采樣蠕動泵一側與活性污泥池連接，另一側與所述溶解氧探頭套筒連接，所述溶解氧探頭套筒連接所述圓形盤管，所述圓形盤管另一側連接所述活性污泥池，所述溶解氧探頭套筒內設有所述溶解氧探頭，所述溶解氧探頭信號連接所述溶解氧變送器，所述溶解氧變送器信號連接所述控制器，所述控制器連接所述觸摸屏，所述控制器信號連接所述采樣蠕動泵。

其中所述溶解氧探頭套筒底部兩側各設有一個接口，一個接口連接所述采樣蠕動泵，另一個接口連接所述圓形盤管。

其中所述采樣蠕動泵與所述控制器之間、所述溶解氧探頭與所述溶解氧變送器之間、所述溶解氧變送器與所述控制器之間、所述控制器與所述觸摸屏之間分別通過數據電纜連接。

一種采用所述活性污泥呼吸速率測定裝置進行測定呼吸速率的方法，包括以下步驟：

從0時刻開始采用蠕動泵正轉，記錄DO(0)，當t達到測量周期T時，將采用蠕動泵反轉，繼續記錄DO(t)，直到t達到2倍測量周期2T，進入下一次測量過程，在t＝(T,2T]的范圍內，實時計算呼吸速率OUR(t)如下：

if T＜t＜2T，↓

本發明與現有技術不同之處在于本發明取得了如下技術效果：

1、本發明采用圓形盤管內往復流動方式替代呼吸速率儀常見的順序流動，并采用了新的計算方法，使在線儀器的設計體積更小、結構更加緊湊、制作成本更低，運行也更可靠；

2、本發明采用圓形盤管內的推流式往復流動，實現了呼吸速率的實時與連續檢測，與傳統的序批式間歇測量相比，大大縮短了測量周期，提供了更加豐富的數據和信息；