一种选择污水处理过程调控措施的方法

摘要

本发明公开了一种选择污水处理过程调控措施的方法，包括：(1)对活性污泥在现场温度和标准温度(20℃)条件下进行呼吸图谱测试，分别得到现场呼吸速率和标准呼吸速率(2)通过计算得到现场呼吸速率在20℃下的预测值(3)计算值，其为负值时，在低温下优先选择延长水力停留时间HRT的调控措施；其为正值时，应提高氧气浓度或MLSS来提高生物活性。该方法可以根据耗氧速率来选择调控措施，高效便捷的发现污泥系统的变化，为污水处理厂的优化、平稳运行及节能降耗等提供一种可行的方法。

权利要求

1.一种选择污水处理过程调控措施的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)取污水处理厂污泥系统中的污泥作为样品，将其分成等量的两份；

2)在现场条件下，对其中一份污泥样品测呼吸图谱，得现场呼吸速率

3)在标准条件下，对另一份污泥样品测呼吸图谱，得标准呼吸速率

4)将现场呼吸速率 代入到Arrhenius方程 中计

算得标准呼吸速率的预测值

5)定义标准呼吸速率 与标准呼吸速率的预测值 的差为b，

当b<0，则表示污泥系统受到温度变化影响后，污泥系统不可恢复，此时为弥补降低的生物活性，在有限的生物量的限制下应优先延长水力停留时间HRT；

当b>0，则表示污泥系统受温度变化影响后，活性污泥的生物活性是可恢复的，此时应提高氧气浓度来提高生物活性；

所述步骤5)中，污泥系统受温度变化影响，即温度在5℃～20℃的范围内变化时对污泥产生的影响。

2.根据权利要求1所述的一种选择污水处理过程调控措施的方法，其特征在于，所述步骤2)和3)中呼吸图谱测试的具体过程为：取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至

1.2L，测定现场OURs；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液PBS洗泥3次，测定污泥的准内源OURq；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源OURe，再加入50g/L的氯化铵测OURen＝OURe+OURn，最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总呼吸速率OURenc＝OURe+OURc+OURn。

3.根据权利要求1所述的一种选择污水处理过程调控措施的方法，其特征在于，所述步骤2)中，现场条件即测定呼吸图谱的温度与污水厂的运行温度相同。

4.根据权利要求1所述的一种选择污水处理过程调控措施的方法，其特征在于，所述步骤3)中，标准条件即测定呼吸图谱的温度为20℃。

5.根据权利要求1所述的一种选择污水处理过程调控措施的方法，其特征在于，所述步骤5)中，弥补降低的生物活性常用的措施有：引进附加的生物生长系统、延长污泥停留时间SRT或生物添加。

说明书

一种选择污水处理过程调控措施的方法

技术领域

[0001] 本发明属于污水处理领域，涉及一种通过对污泥测量实际呼吸速率值和计算预测呼吸速率值，并对其进行分析，从而选择适合污水处理厂的调控措施。

背景技术

[0002] 温度是影响活性污泥活性和微生物量的重要因素，此前诸多研究也表明其对硝化作用的影响尤为重要。污水处理厂在在低温和季节变化的情况下运行时，系统中污泥发生恶化的情况，例如从秋季到冬季，污水处理厂遇到冷冲击，活性污泥系统恶化，导致流出物浓度的波动的情况时有发生。然而由于水力停留时间足够长等原因，出水污染物浓度并不能及时反映 出这种恶化。因此，基于出水质量的反馈控制是不可靠的，因为长期的延迟掩盖了污泥的恶化。

[0003] 为应对季节变化的挑战，我国的许多污水处理厂会在冬天选择延长污泥停留时间。然而不适当延长的污泥停留时间不仅使沉淀池的操作环境恶化，而且由于大量增加的生物量，也导致了氧供应不足。因此，提供一种高效、简便的能够及时发现污泥系统中污泥活性的变化，并借此选择合适的的调控措施使得污水处理厂在季节和温度变化的环境下高效平稳运行，成为目前本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

[0004] 为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种选择污水处理过程调控措施的方法。在常规活性污泥系统中，通过测定污泥呼吸图谱，对污泥呼吸速率进行分析，建立了一种选择污水处理过程调控措施的方法。该方法能够及时发现污泥系统中污泥活性的变化，并借此选择合适的的调控措施使得污水处理厂在季节和温度变化的环境下高效平稳运行。

[0005] 本发明是通过下述技术方案来实现的。

[0006] 一种选择污水处理过程调控措施的方法，包括下述步骤：

[0007] 1)取污水处理厂污泥系统中的污泥作为样品，将其分成等量的两份；

[0008] 2)在现场条件下，对其中一份污泥样品测呼吸图谱，得现场呼吸速率[0009] 3)在标准条件下，对另一份污泥样品测呼吸图谱，得标准呼吸速率[0010] 4)将现场呼吸速率 代入到Arrhenius方程中计算得标准呼吸速率的预测值

[0011] 5)定义标准呼吸速率 与标准呼吸速率的预测值 的差为b，

[0012] 当b<0，则表示污泥系统受到温度变化影响后，污泥系统不可恢复，此时为弥补降低的生物活性，在有限的生物量的限制下应优先延长水力停留时间 (HRT)；

[0013] 当b>0，则表示污泥系统受温度变化影响后，活性污泥的生物活性是可恢复的，此时应提高氧气浓度来提高生物活性。

[0014] 进一步，所述步骤2)和3)中呼吸图谱测试的具体过程为：取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现场OURs；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液(PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源OURq；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至 1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源OURe，再加入50g/L的氯化铵测 OURen＝OURe+OURn，最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总呼吸速率OURenc＝OURe+OURc+OURn。

[0015] 进一步，所述步骤2)中，现场条件即测定呼吸图谱的温度与污水厂的运行温度相同。

[0016] 进一步，所述步骤3)中，标准条件即测定呼吸图谱的温度为20℃。

[0017] 进一步，所述步骤5)中，污泥系统受温度变化影响，即温度在5℃～20℃的范围内变化时对污泥产生的影响。

[0018] 进一步，所述步骤5)中，弥补降低的生物活性常用的措施有：引进附加的生物生长系统、延长污泥停留时间(SRT)或生物添加。

[0019] 本发明具有以下优点：

[0020] 1)操作简单

[0021] 由于操作步骤少而简单，添加药剂少，利用适当仪器，例如西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM400型污水处理厂运行状态智能分析平台，即可在无人操作的情况下自动化对待检测污泥进行检测，可以获得足够的信息作为预警的依据，例如 可作为污泥系统的污染物去除能力变化的警示信号。

[0022] 2)迅速高效，弥补现行水厂调控指标的滞后性。

[0023] 本发明所运用的参数并非水质这种非直观表征污水厂运行情况的指标，而是关注在污水处理的核心主体污泥上。污泥的自身状态才是真正影响污水厂运行的关键。本发明所运用的污泥的呼吸速率比出水水质更加快速，能更加全面的的反映 污水处理厂在运行过程中发生的污泥恶化现象发生的可能性，基于污泥的呼吸速率指标可以准确地选择相应的调控措施。

[0024] 由于OUR是一种简易并且方便监测的指标，使得本发明可以适用于大多数运行中的污水处理厂。而本发明可发现在低温下运行的的污泥系统中的污泥恶化情况，为相关技术人员提供了调控措施选择的方法。综合来看，是一种有效帮助污水厂管理运行的方法。

附图说明

[0025] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

[0026] 图1为现场和标准温度下的呼吸速率值；

[0027] 图2为标准温度呼吸率的测量值和预测值。

具体实施方式

[0028] 下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

[0029] 本发明通过对 和 的相对大小进行分析来反应污泥受到的不利影响，进而选择合适的调控措施，包括以下步骤：

[0030] 1)取污水处理厂污泥系统中的污泥作为样品，将其分成等量的两份；

[0031] 2)在现场条件(测定呼吸图谱的温度与污水厂的运行温度相同)下，对其中一份污泥样品测现场呼吸图谱

[0032] 取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现场OURs；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液 (PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源OURq；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源OURe，再加入50g/L 的氯化铵测OURen＝OURe+OURn，最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总呼吸速率OURenc＝OURe+OURc+OURn。将以上所提到的各类OUR 值统一记为现场呼吸速率

[0033] 3)在标准条件(测定呼吸图谱的温度为20℃)下，同步骤2)对另一份污泥样品测标准呼吸图谱 得标准呼吸速率

[0034] 4)将 代入到Arrhenius方程 中计算得现场呼吸速率的估计值

[0035] 5)定义 值为b，根据b<0或b>0来选择适合5℃～20℃低温下适合污水处理厂的调控措施。

[0036] 当b<0，则表示污泥系统受到温度变化影响后，污泥系统不可恢复，此时为弥补降低的生物活性，在有限的生物量的限制下应优先延长水力停留时间 (HRT)；弥补降低的生物活性常用的措施有：引进附加的生物生长系统、延长污泥停留时间SRT或生物添加；

[0037] 当b>0，则表示污泥系统受温度变化影响后，活性污泥的生物活性是可恢复的，此时应提高氧气浓度来提高生物活性。

[0038] 下面通过具体实施例进一步说明本发明效果。

[0039] 1)取西安市污水处理厂曝气池中污泥，分为两份；

[0040] 2)选择西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM400型污水处理智慧运行工作站作为检测污泥OUR的仪器；

[0041] 3)设定工作站的测试温度与污水厂的运行温度相同，取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现场OURs；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液(PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源OURq；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源OURe，再加入50g/L的氯化铵测 OURen＝OURe+OURn，最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总呼吸速率OURenc＝OURe+OURc+OURn。。将以上所提到的各类OUR值可统一记为现场呼吸速率[0042] 4)设定工作站的测试温度为20℃，以与步骤3)相同的步骤测污泥样品的呼吸图谱，得标准呼吸速率

[0043] 5)将 代入到Arrhenius方程 中计算得标准呼吸速率的预测值

[0044] 6)计算 值记为b，根据b<0或b>0来选择适合低温下适合污水处理厂的调控措施。

[0045] 实施例分析：

[0046] 对在不同温度下运行的污泥系统中的取得的污泥进行监测呼吸图谱后，得到现场呼吸速率 和标准呼吸速率 并将Arrhenius方程的校正系数θ临界温度设置为8℃后，代入现场呼吸速率 计算得标准呼吸速率的预测值 其中取样时污水处理系统运行时的温度分布表1所示，其对应的呼吸速率的变化如附图所示。

[0047] 表1

[0048]

[0049] 如图1所示，尽管温度逐渐降低，但是P3和P4阶段的 却高于P1或 P2阶段，所以由低温恢复到标准温度20℃后，污泥对污染物的去除能力也会随之提高。在P3阶段末期， 发生明显的降低，尤其是 表明污泥系统的硝化能力发生明显的恶化。同时如图2所示，P3和P4阶段 偏低， 为正值。这是由于在低
温下，更多的生物的活性部分受到温度刺激，温度回升到标准温度后生物活性可恢复，因此通过诸如增加氧气浓度或提高MLSS来富集生物质可有效地提高活性污泥系统的性能。

[0050] 而在P5阶段，温度低于临界温度8℃时， 突然增加，这是由于虽然微生物在低温下生物活性较高，但是却处于一种不可培养的状态，同时表明温度回升到正常后，生物活性的恢复量较少。此时 为负值，这是合理的现象，因为一些细菌要么在短时间内无法恢复，要么在温度急剧变化时死亡会导致呼吸速率的测量值低于其预测值 在这种情况下，采取增加生物量的方法时，所添加到污泥系统的生物只能存活一代，不会繁殖下一代，因此其增强效应会随着剩余污泥的排放而消失。因此要延长水力停留时间，使得污泥和生物添加的微生物可充分接触反应，以去除污染物。

[0051] 因此，此时优先选择延长HRT是更好的选择。

[0052] 本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。