CN106045046A - 一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 - Google Patents
一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106045046A CN106045046A CN201610585761.7A CN201610585761A CN106045046A CN 106045046 A CN106045046 A CN 106045046A CN 201610585761 A CN201610585761 A CN 201610585761A CN 106045046 A CN106045046 A CN 106045046A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- curve
- illustrative plates
- collection
- activated sludge
- breathing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
- C02F3/308—Biological phosphorus removal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
- G06Q10/0639—Performance analysis of employees; Performance analysis of enterprise or organisation operations
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/10—Solids, e.g. total solids [TS], total suspended solids [TSS] or volatile solids [VS]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/22—O2
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
- C02F2209/38—Gas flow rate
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Economics (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Development Economics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Marketing (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Activated Sludge Processes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,包括:1)对污水处理厂活性污泥进行呼吸图谱分析,得到呼吸图谱DO‑t曲线;2)将呼吸图谱DO‑t曲线转化为对应的呼吸图谱OUR‑t曲线;3)根据呼吸图谱OUR‑t曲线上OUR变化特征得到两个变化点B和C,同时在呼吸图谱DO‑t曲线上分别找到这两点各自对应点Bˊ和Cˊ,DO‑t曲线起始点A分别与点Bˊ、Cˊ连线,将DO‑t曲线划分成区域Ⅰ和区域II;4)根据区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,评估活性污泥除磷效率,区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值越大,活性污泥除磷效率越高。本发明根据对活性污泥呼吸图谱分析,有效评估活性污泥的除磷效率。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域,涉及一种通过对活性污泥呼吸图谱的分析,评估活性污泥除磷效率的方法。
背景技术
水体富营养化导致了水质恶化,严重影响了人们的生产和生活,氮、磷同为水体生物的重要营养物质,但是藻类等水生生物对磷更敏感,如何解决水体富营养化问题,关键是去除污水中磷。
目前,普遍采用化学和生物方法实现污水中磷的去除。化学除磷是最早采用的一种除磷方法,其基本原理是通过投加化学药剂(铝盐、钙盐和铁盐等),与水中磷反应生成不溶性磷酸盐沉淀物,然后通过固液分离除去水中的磷。此方法操作简单,除磷效率高。但由于化学药剂的投加,显著增高了处理费用,且产生大量的污泥,难于后续处理;生物除磷,即活性污泥除磷,主要是由活性污泥中一类统称为聚磷菌的微生物完成,其除磷机理如下:在厌氧条件下,活性污泥中聚磷菌把胞内的聚磷水解为磷酸盐释放胞外,并从中获取能量,同时将污水中易降解的有机物合成贮能物质PHB存储于胞内;然后在好氧条件下,活性污泥中聚磷菌氧化分解PHB,并利用该反应产生的能量,超量摄取污水中磷酸盐,以聚磷的形式贮存于胞内。通常好氧吸磷量大于厌氧释磷量,故通过排放剩余污泥可实现除磷的目的。生物除磷法具有可持续性、运行费用低、不造成二次污染等优点,致使目前绝大多数国家均选择应用此方法实现高效除磷的目的。因此,如何准确评估活性污泥除磷效率显得至关重要。
评估活性污泥除磷效率一般采用厌氧释放磷的速率、厌氧存储的PHB含量等方法。本发明通过呼吸图谱分析建立了一种更为简单易行的活性污泥除磷效率评估方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,该方法利用好氧条件下获得活性污泥呼吸图谱DO-t曲线,得到区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,从而准确评估活性污泥除磷效率。
作为一种评估活性污泥除磷效率的方法,污水厂活性污泥测试结果表明:我们发明的基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法能够准确、高效的评估活性污泥除磷效率。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
根据本发明实施例提供的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,包括下述步骤:
1)取污水处理厂活性污泥,用缓冲溶液对活性污泥进行多次清洗,并且充分曝气使活性污泥进入内源呼吸状态;
2)选定曝气设备的曝气量参数kLa,在步骤1)进入内源呼吸状态的活性污泥中,依据选定的曝气量参数kLa,控制有机物添加量S,并根据活性污泥的实际除磷特性,调整曝气量参数,获得呼吸图谱DO-t曲线;
3)选定活性污泥存在条件下的饱和溶氧值C*,同时结合步骤2)选定的曝气设备曝气量参数kLa,依据公式将步骤2)获得的呼吸图谱DO-t曲线转化为呼吸图谱OUR-t曲线;
4)在步骤3)获得的呼吸图谱OUR-t曲线上,确定呼吸速率OUR突变点B和呼吸速率OUR变化终止点C,然后在对应的呼吸图谱DO-t曲线上找到呼吸速率OUR突变点B对应点Bˊ和呼吸速率OUR变化终止点C对应点Cˊ;连接呼吸图谱DO-t曲线起始点A和点Cˊ,以呼吸图谱DO-t曲线上A、Bˊ两点连线为分界线,将呼吸图谱DO-t曲线分成两个区域,连线ABˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅰ;连线ABˊ、连线ACˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅱ;
5)根据区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,评估活性污泥除磷效率,区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值越大,活性污泥除磷效率越高。
进一步,所述步骤1)中,活性污泥进入内源呼吸状态的具体过程为:
取污水处理厂活性污泥,并用体积比1:3的比例添加自来水稀释,将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积,用PBS缓冲溶液洗泥3次,之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积,曝气2h,活性污泥进入内源呼吸状态。
进一步,所述的呼吸图谱DO-t曲线满足以下条件:
DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min;
DO下降阶段的下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
DO-t曲线总持续时间t3,120≤t3≤600min。
进一步,所述步骤2)中,呼吸图谱DO-t曲线通过下述条件控制获得:
2a)调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,控制DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
其中,△DO指呼吸图谱DO-t曲线起始点A的DO与DO下降阶段结束点D的DO差值;
当DO下降阶段持续时间t1<5min或者DO下降幅度△DO<0.2mg/L时,则增大有机物添加量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
当DO下降阶段持续时间t1>25min或者DO下降幅度△DO>6.0mg/L时,则降低有机物的量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
通过不断调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,使DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
2b)保持上述步骤2a)中得到的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,通过调整曝气设备曝气量参数kLa,控制DO-t曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
其中,t3为曲线斜率变化趋于零的时间点;
保持满足DO下降阶段持续时间t1和DO下降幅度△DO条件的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,当曲线总持续时间t3<120min时,则减小曝气设备曝气量参数kLa;当曲线总持续时间t3>600min时,则增大曝气设备曝气量参数kLa;通过不断调整kLa,使曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2c)若上述步骤2b)中通过不断调整kLa,在曝气设备曝气量参数kLa可控范围内无法实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min,则调整有机物添加量S,在不改变DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L前提下,实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2d)在上述步骤2a)、2b)和2c)中综合确定的有机物的量S和曝气设备曝气量参数kLa条件下,得到的DO-t曲线,即为呼吸图谱DO-t曲线,同时可得到呼吸图谱DO-t曲线上升阶段拐点出现时间t2:30≤t2≤300min。
进一步,所述调整活性污泥稀释液浓度MLSS调节范围为250~5000mg/L。
进一步,所述有机物为单一碳源:乙酸钠、葡萄糖,或为混合碳源:生活污水。
步骤2)依据选定的曝气设备曝气量参数kLa,控制有机物添加量S,控制方法如下:
2aˊ)若有机物为单一碳源乙酸钠,则数值上的对应关系为S=(0.23~136)kLa;
2bˊ)若有机物为单一碳源葡萄糖,则数值上的对应关系为S=(0.38~231)kLa;
2cˊ)若有机物为混合碳源生活污水,则数值上的对应关系为S=(1.25~750)kLa;添加量S单位mg/L,kLa单位h-1。
进一步,步骤2)获得呼吸图谱DO-t曲线过程的温度控制为8~40℃。
进一步,步骤3)中,将呼吸图谱DO-t曲线转化为对应的呼吸图谱OUR-t曲线,通过下述公式转化得到:
其中,为呼吸图谱DO-t曲线上的实际溶氧值对时间的导数,kLa为曝气设备曝气量参数,C*为污泥存在条件下饱和溶氧值,C为实际溶氧值,OUR为呼吸速率OUR。
进一步,步骤1)中,所述清洗污泥的缓冲溶液为PBS缓冲溶液,该缓冲溶液为以下组分混合液:
A:KH2PO4浓度为1.5~2.5mmol·L-1;
B:Na2HPO4浓度为8~12mmol·L-1;
C:NaCl浓度为135~140mmol·L-1;
D:KCl浓度为2.5~3.0mmol·L-1。
进一步,步骤5)中,所述呼吸图谱DO-t曲线起始点A为添加有机物同一时刻点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR突变点B为呼吸速率OUR极速变小到趋于平稳过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Bˊ为B点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR变化终止点C为呼吸速率OUR变化很小到趋于恒定过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Cˊ为C点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点。
本发明具有以下优点:
1)本发明找到呼吸图谱区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值与实际除磷效率间关系,可以准确、高效的评估活性污泥除磷效率,进而为解决水体富营养化问题提供有效的判定方法,具有一定的指导意义。
2)本发明方法检测方便。步骤简单易行,且测试设备自动化,例如使用西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM系列污水处理智慧运行工作站,即可在无人操作的情况下自动化对待测试污泥进行测试。
附图说明
图1为污水厂D呼吸图谱DO-t曲线及对应的呼吸图谱OUR-t曲线。
图2为呼吸图谱DO-t曲线上区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值同污水厂实际除磷效率间关系。
具体实施方式
下面通过附图及实施例对本发明做进一步的说明。
本发明通过对活性污泥呼吸图谱分析来评估活性污泥除磷效率。
本发明评估活性污泥除磷效率,包括以下步骤:
1)取污水处理厂活性污泥,用缓冲溶液对活性污泥进行多次清洗,并且充分曝气使活性污泥进入内源呼吸状态;
缓冲溶液为以下组分混合液:
A:KH2PO4浓度为1.5~2.5mmol·L-1;
B:Na2HPO4浓度为8~12mmol·L-1;
C:NaCl浓度为135~140mmol·L-1;
D:KCl浓度为2.5~3.0mmol·L-1。
2)选定曝气设备的曝气量参数kLa,在步骤1)进入内源呼吸状态的污泥中,依据选定的参数kLa,控制有机物(单一碳源:乙酸钠、葡萄糖或者混合碳源:生活污水)的添加量S,并根据污泥的实际除磷特性,调整曝气量参数,获得呼吸图谱DO-t曲线;获得DO-t曲线过程的控制温度为8~40℃;
呼吸图谱DO-t曲线满足以下条件:
DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min;
DO下降阶段的下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
DO-t曲线总持续时间t3,120≤t3≤600min。
并且,呼吸图谱DO-t曲线通过下述条件控制获得:
2a)调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,调整活性污泥稀释液浓度MLSS调节范围为250~5000mg/L;控制DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;其中,△DO指呼吸图谱DO-t曲线起始点A的DO与DO下降阶段结束点D的DO差值;
当DO下降阶段持续时间t1<5min或者DO下降幅度△DO<0.2mg/L时,则增大有机物添加量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
当DO下降阶段持续时间t1>25min或者DO下降幅度△DO>6.0mg/L时,则降低有机物的量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
通过不断调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,使DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
2b)保持上述步骤2a)中得到的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,通过调整曝气设备曝气量参数kLa,控制曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;其中,t3为曲线斜率变化趋于零的时间点;
保持满足DO下降阶段持续时间t1和DO下降幅度△DO条件的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,当曲线总持续时间t3<120min时,则减小曝气设备曝气量参数kLa;当曲线总持续时间t3>600min时,则增大曝气设备曝气量参数kLa;通过不断调整kLa,使曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2c)若上述步骤2b)中通过不断调整kLa,在曝气设备曝气量参数kLa可控范围内无法实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min,则调整有机物添加量S,在不改变DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L前提下,实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2d)在上述步骤2a)、2b)和2c)中综合确定的有机物的量S和曝气设备曝气量参数kLa条件下,得到的DO-t曲线,即为呼吸图谱DO-t曲线,同时可得到呼吸图谱DO-t曲线上升阶段拐点出现时间t2:30≤t2≤300min。
通过上述获得呼吸图谱DO-t曲线的条件控制,可得到依据曝气设备的曝气量参数kLa,控制有机物添加量S,获得呼吸图谱DO-t曲线,该控制方法为:
2aˊ)若有机物为单一碳源乙酸钠,则数值上的对应关系为S=(0.23~136)kLa;
2bˊ)若有机物为单一碳源葡萄糖,则数值上的对应关系为S=(0.38~231)kLa;
2cˊ)若有机物为混合碳源生活污水,则数值上的对应关系为S=(1.25~750)kLa。添加量S单位mg/L,kLa单位h-1。
3)选定污泥存在条件下的饱和溶氧值C*,同时结合步骤2)选定的曝气设备曝气量参数kLa,依据公式将步骤2)获得的呼吸图谱DO-t曲线转化为呼吸图谱OUR-t曲线;
其中,为呼吸图谱DO-t曲线上的实际溶氧值对时间的导数,kLa为曝气设备曝气量参数kLa,C*为污泥存在条件下饱和溶氧值,C为实际溶氧值,OUR为呼吸速率OUR。
4)在步骤3)获得的呼吸图谱OUR-t曲线上,确定呼吸速率OUR突变点B和呼吸速率OUR变化终止点C,然后在对应的呼吸图谱DO-t曲线上找到呼吸速率OUR突变点B对应点Bˊ和呼吸速率OUR变化终止点C对应点Cˊ;连接呼吸图谱DO-t曲线起始点A和点Cˊ,以呼吸图谱DO-t曲线上A、Bˊ两点连线为分界线,将呼吸图谱DO-t曲线分成两个区域,连线ABˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅰ;连线ABˊ、连线ACˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅱ;
上述呼吸图谱DO-t曲线起始点A为添加有机物同一时刻点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR突变点B为呼吸速率OUR极速变小到趋于平稳过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Bˊ为B点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR变化终止点C为呼吸速率OUR变化很小到趋于恒定过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Cˊ为C点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点。
5)根据区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,评估活性污泥除磷效率,区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值越大,活性污泥除磷效率越高。
下面通过具体实施例进一步说明本发明效果。
1)对来源于西安市内多个污水处理厂活性污泥进行取样(各污水厂概况见表1);
2)选择西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM450系列智慧运行工作站作为获得活性污泥呼吸图谱DO-t曲线的设备;
3)取污水处理厂活性污泥,并用体积比1:3的比例添加自来水稀释,将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积,用PBS缓冲溶液洗泥3次,之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积,曝气2h(活性污泥已进入内源呼吸状态)。
缓冲溶液PBS:
A:KH2PO4浓度为1.7mmol·L-1;
B:Na2HPO4浓度为10mmol·L-1;
C:NaCl浓度为137mmol·L-1;
D:KCl浓度为2.8mmol·L-1。
4)选定曝气设备的曝气量参数kLa=10.06h-1,在步骤3)进入内源呼吸的污泥中,依据选定的参数kLa=10.06h-1,控制添加单一碳源乙酸钠的量S为3kLa,即30.18mg/L,在20±0.5℃温度下获得呼吸图谱DO-t曲线,见图1所示;
5)选定污泥存在条件下的饱和溶氧值C*=8.4mg/L,同时结合步骤4)选定的曝气设备曝气量参数kLa=10.06h-1,依据公式将步骤4)获得的呼吸图谱DO-t曲线转化为呼吸图谱OUR-t曲线;
其中,为呼吸图谱DO-t曲线上的实际溶氧值对时间的导数,kLa为曝气设备曝气量参数kLa,C*为污泥存在条件下饱和溶氧值,C为实际溶氧值,OUR为呼吸速率OUR。
在获得的呼吸图谱OUR-t曲线上,确定呼吸速率OUR突变点B和呼吸速率OUR变化终止点C,然后在对应的呼吸图谱DO-t曲线上找到呼吸速率OUR突变点B对应点Bˊ和呼吸速率OUR变化终止点C对应点Cˊ。连接呼吸图谱DO-t曲线起始点A和点Cˊ,以呼吸图谱DO-t曲线上A、Bˊ两点连线为分界线,将呼吸图谱DO-t曲线分成两个区域,连线ABˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅰ;连线ABˊ、连线ACˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅱ;
实施例分析:
四个污水处理厂(A、B、C和D)的呼吸图谱DO-t曲线上区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值同污水厂实际除磷效率间关系,如图2所示。取各大水厂活性污泥,获得呼吸图谱DO-t曲线,得到各自的区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,其大小排序为D>C>B>A。通过测定各大污水处理厂进水、出水TP,获得污水处理厂实际除磷效率,其大小排序为:D>C>B>A。显而易见,四个污水处理厂活性污泥测试得到的区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值大小与其对应的实际除磷效率高低排序一致,完全吻合。也就是说,通过取污水处理厂活性污泥获得呼吸图谱DO-t曲线,计算得到区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,便可准确评估此水厂实际除磷效率,见表2所示。
综上可见,本发明是一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法。
表1污水处理厂概况
表2不同污水处理厂实施例
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,采用调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS的方式控制DO-t曲线DO下降阶段持续时间t1、DO下降幅度△DO及曲线总持续时间t3,从而得到呼吸图谱DO-t曲线过程中,表2仅仅给出了较佳的实施例,本发明权利要求限定的有机物为单一碳源和混合碳源在数值上与kLa对应关系的数值保护范围均能够满足本发明获得呼吸图谱DO-t曲线的要求。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
1)取污水处理厂活性污泥,用缓冲溶液对活性污泥进行多次清洗,并且充分曝气使活性污泥进入内源呼吸状态;
2)选定曝气设备的曝气量参数kLa,在步骤1)进入内源呼吸状态的活性污泥中,依据选定的曝气量参数kLa,控制有机物添加量S,并根据活性污泥的实际除磷特性,调整曝气量参数,获得呼吸图谱DO-t曲线;
3)选定活性污泥存在条件下的饱和溶氧值C*,同时结合步骤2)选定的曝气设备曝气量参数kLa,依据公式将步骤2)获得的呼吸图谱DO-t曲线转化为呼吸图谱OUR-t曲线;
4)在步骤3)获得的呼吸图谱OUR-t曲线上,确定呼吸速率OUR突变点B和呼吸速率OUR变化终止点C,然后在对应的呼吸图谱DO-t曲线上找到呼吸速率OUR突变点B对应点Bˊ和呼吸速率OUR变化终止点C对应点Cˊ;连接呼吸图谱DO-t曲线起始点A和点Cˊ,以呼吸图谱DO-t曲线上A、Bˊ两点连线为分界线,将呼吸图谱DO-t曲线分成两个区域,连线ABˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅰ;连线ABˊ、连线ACˊ与呼吸图谱DO-t曲线构成区域Ⅱ;
5)根据区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值,评估活性污泥除磷效率,区域Ⅱ/区域Ⅰ面积比值越大,活性污泥除磷效率越高。
2.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,所述步骤1)中,活性污泥进入内源呼吸状态的具体过程为:
取污水处理厂活性污泥,并用体积比1:3的比例添加自来水稀释,将活性污泥样品通过搅拌、沉淀、去上清液、定容至活性污泥稀释液的1/2体积,用PBS缓冲溶液洗泥3次,之后添加自来水将活性污泥混合液定容至活性污泥稀释液的原体积,曝气2h,活性污泥进入内源呼吸状态。
3.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,所述的呼吸图谱DO-t曲线满足以下条件:
DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min;
DO下降阶段的下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
DO-t曲线总持续时间t3,120≤t3≤600min。
4.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,所述步骤2)中,呼吸图谱DO-t曲线通过下述条件控制获得:
2a)调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,控制DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
其中,△DO指呼吸图谱DO-t曲线起始点A的DO与DO下降阶段结束点D的DO差值;
当DO下降阶段持续时间t1<5min或者DO下降幅度△DO<0.2mg/L时,则增大有机物添加量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
当DO下降阶段持续时间t1>25min或者DO下降幅度△DO>6.0mg/L时,则降低有机物的量S或者活性污泥稀释液浓度MLSS;
通过不断调整有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS,使DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L;
2b)保持上述步骤2a)中得到的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,通过调整曝气设备曝气量参数kLa,控制DO-t曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
其中,t3为曲线斜率变化趋于零的时间点;
保持满足DO下降阶段持续时间t1和DO下降幅度△DO条件的有机物添加量S和活性污泥稀释液浓度MLSS不变,当曲线总持续时间t3<120min时,则减小曝气设备曝气量参数kLa;当曲线总持续时间t3>600min时,则增大曝气设备曝气量参数kLa;通过不断调整kLa,使曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2c)若上述步骤2b)中通过不断调整kLa,在曝气设备曝气量参数kLa可控范围内无法实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min,则调整有机物添加量S,在不改变DO下降阶段持续时间t1:5≤t1≤25min和DO下降幅度△DO:0.2≤△DO≤6.0mg/L前提下,实现曲线总持续时间t3:120≤t3≤600min;
2d)在上述步骤2a)、2b)和2c)中综合确定的有机物的量S和曝气设备曝气量参数kLa条件下,得到的DO-t曲线,即为呼吸图谱DO-t曲线,同时可得到呼吸图谱DO-t曲线上升阶段拐点出现时间t2:30≤t2≤300min。
5.按照权利要求4所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,所述调整活性污泥稀释液浓度MLSS调节范围为250~5000mg/L。
6.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,所述有机物为单一碳源:乙酸钠、葡萄糖,或为混合碳源:生活污水;步骤2)依据选定的曝气设备曝气量参数kLa,控制有机物添加量S,控制方法如下:
2aˊ)若有机物为单一碳源乙酸钠,则数值上的对应关系为S=(0.23~136)kLa;
2bˊ)若有机物为单一碳源葡萄糖,则数值上的对应关系为S=(0.38~231)kLa;
2cˊ)若有机物为混合碳源生活污水,则数值上的对应关系为S=(1.25~750)kLa;添加量S单位mg/L,kLa单位h-1。
7.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,步骤2)获得呼吸图谱DO-t曲线过程的温度控制为8~40℃。
8.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,步骤3)中,将呼吸图谱DO-t曲线转化为对应的呼吸图谱OUR-t曲线,通过下述公式转化得到:
其中,为呼吸图谱DO-t曲线上的实际溶氧值对时间的导数,kLa为曝气设备曝气量参数,C*为污泥存在条件下饱和溶氧值,C为实际溶氧值,OUR为呼吸速率OUR。
9.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,步骤1)中,所述清洗污泥的缓冲溶液为PBS缓冲溶液,该缓冲溶液为以下组分混合液:
A:KH2PO4浓度为1.5~2.5mmol·L-1;
B:Na2HPO4浓度为8~12mmol·L-1;
C:NaCl浓度为135~140mmol·L-1;
D:KCl浓度为2.5~3.0mmol·L-1。
10.按照权利要求1所述的一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法,其特征在于,步骤5)中,所述呼吸图谱DO-t曲线起始点A为添加有机物同一时刻点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR突变点B为呼吸速率OUR极速变小到趋于平稳过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Bˊ为B点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点;所述呼吸图谱OUR-t曲线上呼吸速率OUR变化终止点C为呼吸速率OUR变化很小到趋于恒定过程中的转折点,其在呼吸图谱DO-t曲线上的对应点Cˊ为C点同一时刻呼吸图谱DO-t曲线上的对应点。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610585761.7A CN106045046B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201610585761.7A CN106045046B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106045046A true CN106045046A (zh) | 2016-10-26 |
CN106045046B CN106045046B (zh) | 2018-12-14 |
Family
ID=57417314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201610585761.7A Active CN106045046B (zh) | 2016-07-22 | 2016-07-22 | 一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106045046B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106896190A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-27 | 西安建筑科技大学 | 一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101540008A (zh) * | 2009-04-24 | 2009-09-23 | 北京工业大学 | 基于hpp元胞自动机模型的活性污泥净化过程的模拟方法 |
CN102874919A (zh) * | 2012-10-08 | 2013-01-16 | 上海电力学院 | 一种污水处理中生物脱氮除磷难度的评价方法 |
US20130029388A1 (en) * | 2009-12-10 | 2013-01-31 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method for Accumulation of Polyhydroxyalkanoates in Biomass with On-Line Monitoring for Feed Rate Control and Process Termination |
JP5347711B2 (ja) * | 2009-05-21 | 2013-11-20 | 新日鐵住金株式会社 | 水中の有害物質の検知方法 |
CN103922461A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 一种监测污水生物处理氧吸收速率和控制曝气量的方法 |
CN105699601A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-22 | 西安建筑科技大学 | 一种判定活性污泥处理能力的方法 |
-
2016
- 2016-07-22 CN CN201610585761.7A patent/CN106045046B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101540008A (zh) * | 2009-04-24 | 2009-09-23 | 北京工业大学 | 基于hpp元胞自动机模型的活性污泥净化过程的模拟方法 |
JP5347711B2 (ja) * | 2009-05-21 | 2013-11-20 | 新日鐵住金株式会社 | 水中の有害物質の検知方法 |
US20130029388A1 (en) * | 2009-12-10 | 2013-01-31 | Veolia Water Solutions & Technologies Support | Method for Accumulation of Polyhydroxyalkanoates in Biomass with On-Line Monitoring for Feed Rate Control and Process Termination |
CN102874919A (zh) * | 2012-10-08 | 2013-01-16 | 上海电力学院 | 一种污水处理中生物脱氮除磷难度的评价方法 |
CN103922461A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 一种监测污水生物处理氧吸收速率和控制曝气量的方法 |
CN105699601A (zh) * | 2016-03-16 | 2016-06-22 | 西安建筑科技大学 | 一种判定活性污泥处理能力的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
JOHWAN AHN: "Changes in respiratory quinone profiles of enhanced biological phosphorus removal activated sludge under different influent phosphorus/carbon ratio conditions", 《BIOPROCESS AND BIOSYSTEMS ENGINEERING》 * |
李志华: "基于呼吸图谱的自养菌与异养菌内源呼吸过程分析", 《环境科学》 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106896190A (zh) * | 2017-02-23 | 2017-06-27 | 西安建筑科技大学 | 一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法 |
CN106896190B (zh) * | 2017-02-23 | 2019-04-05 | 西安建筑科技大学 | 一种判定回流污泥中有无硝氮和评估污泥除磷性能的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106045046B (zh) | 2018-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Cao et al. | Acidification of manure reduces gaseous emissions and nutrient losses from subsequent composting process | |
Uludag-Demirer et al. | Removal of ammonium and phosphate from the supernatant of anaerobically digested waste activated sludge by chemical precipitation | |
EP1685084B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung von stickstoffdünger aus organischen abfallprodukten | |
Mei et al. | Effects of FeSO4 dosage on nitrogen loss and humification during the composting of cow dung and corn straw | |
Monballiu et al. | Phosphate recovery as hydroxyapatite from nitrified UASB effluent at neutral pH in a CSTR | |
CN106348427B (zh) | 一种基于呼吸图谱评估活性污泥是否适应新环境的方法 | |
CN106830556A (zh) | 一种畜禽粪便污水资源利用方法 | |
JP2002166293A (ja) | 廃水中の窒素と燐とを同時に除去する方法 | |
JP5700774B2 (ja) | 畜糞の焼却灰から無機リン化合物を取得する方法 | |
Burton et al. | Emissions of nitrogen oxide gases during aerobic treatment of animal slurries | |
CN106745698A (zh) | 一种低温下好氧生化处理高盐废水的方法 | |
Rabinovich et al. | Effect of phenolic organics on the precipitation of struvite from simulated dairy wastewater | |
Fattah et al. | Reducing operating costs for struvite formation with a carbon dioxide stripper | |
Dobbeleers et al. | Evaluation of two start‐up strategies to obtain nitrogen removal via nitrite and examination of the nitrous oxide emissions for different nitritation levels during the treatment of slaughterhouse wastewater | |
CN106045046A (zh) | 一种基于呼吸图谱评估活性污泥除磷效率的方法 | |
Usman et al. | Nitrogen pollution originating from wastewater and agriculture: advances in treatment and management | |
CN105722796B (zh) | 有机废水处理装置、有机废水的处理方法以及有机废水处理装置的控制程序 | |
Leonardson et al. | Control of undesirable algae and induction of algal successions in hypertrophic lake ecosystems | |
JP2005144306A (ja) | メタン発酵処理方法 | |
Picot et al. | Nitrogen removal in wastewater stabilisation ponds | |
CN107352633A (zh) | 一种铁铝泥活化过一硫酸氢钾降解水中阿特拉津的方法 | |
CN113060913A (zh) | 一种利用易获得工业废料对强碱性赤泥进行无害化处理的优化方法 | |
CN104276648A (zh) | 一种废水的处理方法 | |
CN102432092A (zh) | 复合脱硫脱氨剂及其同步处理废液中氨氮和硫化物的工艺 | |
Gethke et al. | Human urine-decomposition processes and nutrient recovery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |