一种微生物活性测定系统和微生物活性测定方法

技术领域

本发明涉及一种微生物活性测定系统和测定方法，具体涉及一种可以方便采集相关信号及设定参数，待反应周期结束后，操作人员可从界面上获取相关参数的微生物活性测定系统和微生物活性测定方法。

背景技术

微生物活性测定仪(ABAM)是由美国生化科技公司的工程师研发的专业仪器，主要用来测量活性污泥的一些最重要的反应速率。ABAM具有两个模块─电子控制模块和反应器模块，其中反应器模块是由两个批式反应器组成，每个反应器4L，配有温控设备、搅拌器、曝气设备，因而能模拟厌氧、缺氧、好氧等条件。每个反应器中装有各种电极，可以测量NH3-N/NO3-N/DO/pH/ORP及温度等指标。反应器模块的所有电源及信号线都接入到电子控制模块。电子控制模块是ABAM控制中心，配有一个笔记本电脑，通过该安装在电脑中软件来控制ABAM运行，获取反应器相关运行数据。

ABAM是一台具有智能控制功能，并配有搅拌器、温控装置、曝气设备的序批式反应器，能够模拟厌氧、缺氧、好氧等实际运行条件。并根据实验目的，分析该污水厂的进水特性及污泥活性状况，如有机物的可生物降解性、硝化及反硝化潜势、磷的生物去除能力等的信息。通过测定，并结合进出水数据，以优化工艺过程控制参数，满足污水厂稳定达标排放的处理要求。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种可以方便采集相关信号及设定参数，待反应周期结束后，操作人员可从界面上获取相关参数的微生物活性测定系统和微生物活性测定方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种微生物活性测定系统；所述微生物活性测定系统包括：测定仪、反应罐、气泵、蠕动泵、氨氮测量仪、硝氮测量仪、溶解氧DO测量仪、

测定仪和反应罐通过多套管道连接，所有管道的一端固定安装在测定仪上，另一端均位于反应罐内的液面以下；

多套管道上分别安装气泵、蠕动泵、氨氮测量仪、硝氮测量仪、溶解氧DO测量仪；多套管道中的其中一套或两套为备用管道；

安装气泵的管道的位于反应罐内的一端延伸至接近反应罐最底部；

测定仪连接有系统控制柜。

在本发明的具体实施例子中：所述反应罐下方安装有加热垫片，加热垫片通过电线连接在测定仪上。

在本发明的具体实施例子中：所述加热垫片为设置有温度控制的加热垫片。

在本发明的具体实施例子中：所述加热垫片的厚度范围为：2-20cm。

在本发明的具体实施例子中：所述反应罐内安装有搅拌器。

在本发明的具体实施例子中：所述溶解氧DO测量仪为带温度电极的溶解氧DO测量仪。

在本发明的具体实施例子中：所述反应罐为3-8L的反应罐。

一种采用上述系统的微生物活性测定方法，包括如下步骤：

步骤(1)：安装测定仪、反应罐、气泵、蠕动泵、氨氮测量仪、硝氮测量仪、溶解氧DO测量仪、多套管道、搅拌器、加热垫片、系统控制柜；

步骤(2)：耗氧速率测定OUR；

步骤(3)：硝化速率测定NUR；

步骤(4)：反硝化速率测定DNUR。

在本发明的具体实施例子中：步骤(2)中耗氧速率测定OUR具体包括如下步骤：

(1)、在系统控制柜中输入溶解氧目标值，包括高值与低值；启动自动曝气控制程序；

(2)、未达到设定溶解氧最高目标值时，启动曝气；达到溶解氧最高目标值时，停止曝气：

(3)、待污水中溶解氧降低到设定溶解氧最低目标值时，启动曝气：

(4)、通过改变溶解氧浓度，根据时间变化，通过公式(1)计算出好氧速率OUR：具体公式为：

其中Y

Y

μ

μ

S

S

S

K

K

K

K

X

X

在本发明的具体实施例子中：步骤(3)中硝化速率测定NUR具体包括如下步骤：

(1)、采集生物池污水混合液，搅拌运行3-5小时；

(2)、待生物池中氨氮浓度测量值平稳时，通过蠕动泵定量投加已知的氨氮浓度试剂，待氨氮浓度测量值恢复到投加试剂水平时，通过公式(2)解ODEs方程计算硝化速率，具体公式为：

其中，

μ

μ

S

S

S

K

K

K

K

X

X

在本发明的具体实施例子中：步骤(4)中反硝化速率测定DNUR具体包括如下步骤：

(1)、采集生物池污水混合液，搅拌运行3-5小时；

(2)、待生物池中硝酸盐浓度测量值平稳时，通过蠕动泵定量投加已知的硝酸盐浓度试剂，待硝酸盐浓度测量值恢复到投加试剂水平时，通过公式(3)解ODEs方程计算硝化速率，具体公式为：

其中，

(3)

其中，

μ

S

S

S

K

K

K

X

η

本发明的积极进步效果在于：本发明提供的微生物活性测定仪具有如下优点：能精确控制反应过程中溶解氧浓度；快捷测定有机物的生物可降解性；克服有机氮的降解对于硝化速率测定的影响；方便的测定活性污泥反硝化潜势；反应器温度可控而不受环境温度的影响。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

下面是本发明中标号对应的名称：

测定仪1、反应罐2、气泵3、蠕动泵4、氨氮测量仪5、硝氮测量仪6、溶解氧DO测量仪7、搅拌器8、备用管道9、系统控制柜10、加热垫片11。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。

图1为本发明的整体结构示意图。如图1所示，本发明提供的微生物活性测定系统；该微生物活性测定系统包括：测定仪1、反应罐2、气泵3、蠕动泵4、氨氮测量仪5、硝氮测量仪6、溶解氧DO测量仪7；测定仪1和反应罐2通过多套管道连接，所有管道的一端固定安装在测定仪1上，另一端均位于反应罐内的液面以下。

多套管道上分别安装气泵3、蠕动泵4、氨氮测量仪5、硝氮测量仪6、溶解氧DO测量仪7；多套管道中的其中一套或两套为备用管道9。

安装气泵的管道的位于反应罐内的一端延伸至接近反应罐最底部。测定仪1连接有系统控制柜10。

反应罐2下方安装有加热垫片11，加热垫片11通过电线连接在测定仪1上。热垫片14为设置有温度控制的加热垫片，加热垫片的厚度范围为：2-20cm。

反应罐2内安装有搅拌器8。溶解氧DO测量仪为带温度电极的溶解氧DO测量仪。反应罐为3-8L的反应罐。在具体的实施过程中，以上参数可以根据具体的需求选择其他参数。

本发明提供了一种微生物活性测定方法，包括如下步骤：

步骤(1)：安装测定仪、反应罐、气泵、蠕动泵、氨氮测量仪、硝氮测量仪、溶解氧DO测量仪、多套管道、搅拌器、加热垫片、系统控制柜；

步骤(2)：耗氧速率测定OUR；

步骤(3)：硝化速率测定NUR；

步骤(4)：反硝化速率测定DNUR。

步骤(2)中耗氧速率测定OUR具体包括如下步骤：

(201)、在系统控制柜中输入溶解氧目标值，包括高值与低值；启动自动曝气控制程序；

(202)、未达到设定溶解氧最高目标值时，启动曝气；达到溶解氧最高目标值时，停止曝气：

(203)、待污水中溶解氧降低到设定溶解氧最低目标值时，启动曝气：

(204)、通过改变溶解氧浓度，根据时间变化，通过公式(1)计算出好氧速率OUR：具体公式为：

其中Y

Y

μ

μ

S

S

S

K

K

K

K

X

X

步骤(3)中硝化速率测定NUR具体包括如下步骤：

(301)、采集生物池污水混合液，搅拌运行3-5小时；

(302)、待生物池中氨氮浓度测量值平稳时，通过蠕动泵定量投加已知的氨氮浓度试剂，待氨氮浓度测量值恢复到投加试剂水平时，通过公式(2)解ODEs方程计算硝化速率，具体公式为：

其中，

μ

μ

S

S

S

K

K

K

K

X

X

步骤(4)中反硝化速率测定DNUR具体包括如下步骤：

(401)、采集生物池污水混合液，搅拌运行3-5小时；

(402)、待生物池中硝酸盐浓度测量值平稳时，通过蠕动泵定量投加已知的硝酸盐浓度试剂，待硝酸盐浓度测量值恢复到投加试剂水平时，通过公式(3)解ODEs方程计算硝化速率，具体公式为：

其中，

(3)

其中，

μ

S

S

S

K

K

K

X

η

本发明安装在实验室，为用户提供可视化界面。由操作人员取样，放入反应罐。设定相关溶解氧参数，药剂投加参数，本发明采集相关信号及设定参数，即可自动曝气、自动加药。待反应周期结束后，操作人员可从界面上获取相关参数。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。