本發明專利技術涉及一種活性污泥沉降濃縮綜合性能測定裝置及測定方法，其特征在于：所述測定裝置包括一沉降柱，所述沉降柱包括一上層腔室和一下層腔室，在所述上層腔室的底部設置一排水管，在所述下層腔室中設置一抽水泵，所述抽水泵的進口與一貫穿所述下層腔室的側壁的取樣管連接，所述抽水泵的出口與一伸入所述上層腔室的管路連接；在所述下層腔室中設置一曝氣器，所述曝氣器通過一伸入所述上層腔室的氣管連接一曝氣頭；在所述上層腔室的頂部設置一超聲波信號發射傳感器和一超聲波信號接收傳感器，在所述上層腔室的中部設置一紅外光發射傳感器和一紅外光檢測器。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種應用于污水處理系統中的活性污泥沉降濃縮綜合性能測定裝置 及測定方法，屬于污水處理領域。
技術介紹
活性污泥法是城鎮污水生物處理中最傳統和重要的方法，污水處理過程的生產環 境條件多變且惡劣(比如進水水質的變化、氣候的變化、微生物種群的變化等），其處理效果 易受外界環境的干擾和影響，導致污水處理不能正常的進行。比如活性污泥的沉降濃縮性 能會受到雨季污水組成變化的影響，這主要是因為污泥中離子強度的變化引起的，一旦二 沉池中的污泥沉降濃縮性能發生改變，有可能就會導致二沉池中的泥層變化和底部回流污 泥濃度的變化，最終的結果是會影響出水的SS(懸浮物濃度)值和曝氣池生物量的變化，因 此活性污泥的沉降濃縮性能是反應活性污泥物理狀態的一個非常重要的綜合指標。然而， 由于實時在線檢測方法的限制，一般污水處理廠污泥沉降性能特征的確定往往通過批沉降 實驗獲得，但是這種方法耗時長，而且一天監測一次，不能實時的反映活性污泥特性的變 化。因此為了連續地獲得二沉池中活性污泥的沉降濃縮特征和濃度的變化，就需要一個簡 便的污泥沉降濃縮綜合性能的自動分析系統，這對于污水處理廠的運行優化有重要的意 義。 現有的污水處理廠通常采用人工方法通過批次沉降實驗求得污泥容積指數SVI、 成層沉降速率Vzs的值，一方面此方法存在著人為操作和讀數的誤差，而且一天監測一次，不 能實時的反映活性污泥特性的變化;另一方面監測的指標偏少并不能真實的很好的反應活 性污泥的狀態。目前并無活性污泥的沉降濃縮綜合性能測定技術和裝置。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的是提供一種能夠實時、自動測定活性污泥的沉降濃 縮綜合性能的活性污泥沉降濃縮綜合性能測定裝置及測定方法。 為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案:一種活性污泥沉降濃縮綜合性能測 定裝置，其特征在于：它包括一沉降柱，所述沉降柱包括一上層腔室和一下層腔室，在所述 上層腔室的底部設置一排水管，在所述下層腔室中設置一抽水栗，所述抽水栗的進口與一 貫穿所述下層腔室的側壁的取樣管連接，所述抽水栗的出口與一伸入所述上層腔室的管路 連接;在所述下層腔室中設置一曝氣器，所述曝氣器通過一伸入所述上層腔室的氣管連接 一曝氣頭;在所述上層腔室的頂部設置一超聲波信號發射傳感器和一超聲波信號接收傳感 器，在所述上層腔室的中部設置一紅外光發射傳感器和一紅外光檢測器。還包括一帶有數據采集卡的微型計算機，所述數據采集卡分別與所述超聲波信號 發射傳感器、超聲波信號接收傳感器、紅外光發射傳感器、紅外光檢測器電連接。在所述取樣管和排水管上分別設置一閥門。所述沉降柱的材質為有機玻璃。 -種活性污泥沉降濃縮綜合性能測定方法，包括以下步驟： 1)將取樣管與曝氣池的末端或二沉池的前端連接； 2)利用抽水栗將一定量的污泥混合液栗入沉降柱的上層腔室中； 3)啟動曝氣器，對所取的樣品混合液進行曝氣，使樣品混合液混勻； 4)控制紅外光發射傳感器向樣品混合液發射紅外光，并實時采集及記錄紅外光檢 測器測得的樣品混合液的污泥濃度值MLSS;與此同時，控制超聲波信號發射傳感器向樣品 混合液持續發射超聲波，利用超聲波信號接收傳感器對經過污泥上表面反射回來的超聲波 信號進行接收，并記錄發射與接收信號的時間間隔At，由下式求得不同時刻的污泥層高 度： H=H〇-h = H〇-l/2c Δ t 式中，Η表示污泥層高度;Ho表示沉降柱中液面的高度;h表示沉降柱中的液面到污 泥上表面的距離;c表示超聲波的傳播速度；△ t表示超聲波信號從發射到被接收的時間； 上述數據采集過程持續90min，每隔10s采集并計算出一個污泥層高度和污泥濃度 值； 5)將步驟4)所獲得的數據處理成污泥沉降曲線； 6)計算用于表征污泥沉降濃縮綜合性能的關鍵參數。 所述步驟6)中關鍵參數的計算方法如下： ①污泥容積指數SVI值:數據采集卡采集到的沉降30min后的污泥層高度以SV30表 示，結合第一次采集到的污泥濃度值MLSSi以及沉降柱的體積Q，計算得到污泥容積指數SVI 值： ②SSVI3.5值:根據通過實驗得到的普適性經驗公式SSVI3. 5 = 0.67SVI(3Q/10SV3〇 )°·6 求得SSVI3.5值； ③成層沉降速率Vzs值:截取步驟5)得到的污泥沉降曲線上的第一個近似為直線的 部分作為成層沉降階段，在該部分上找到斜率最大的位置做切線，該切線的斜率就是成層 沉降速率Vzs值； ④壓縮沉降速率VCS值:截取步驟5)得到的污泥沉降曲線的第二個近似為直線的部 分，取該部分的中點做切線，該切線的斜率就是壓縮沉降速率V CS值； ⑤壓縮濃縮速率UCS值:通過實驗得到的普適性經驗公式求得UCS值： Ucs= (dXs)/dt = -15 · 593 (SVI ) (―?！?。8) e (/t) j 式中，^表示沉降柱底部的污泥濃度;e表示自然對數;t表示時間； ⑥極限污泥濃度Xoo值:通過實驗得到的普適性經驗公式求得Xoo值： Xs = 15 · 593 (SVI) (―0.408)e( /t)+66 · 023 (SVI) (―?.428) 上式中，當t取值為無窮大時，得到的Xs即為Xoo值。完成關鍵參數的測量后，將樣品混合液通過排水管排出，然后利用抽水栗向沉降 柱的上層腔室中栗入清水，并啟動曝氣器對上層腔室進行清洗，清洗5min后將清水從排水 管排出。本專利技術由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本專利技術測定裝置設置一包括 上層腔室和下層腔室的沉降柱，在下層腔室中設置用于將樣品混合液送入上層腔室的抽水 栗以及曝氣器，在上層腔室中設置用于測定污泥層高度的超聲波信號發射傳感器和超聲波 信號接收傳感器，以及用于測定污泥濃度值的紅外光發射傳感器和一紅外光檢測器，因此， 不僅可以實現實時測量，而且測量結果更為準確。2、本專利技術基于測量對樣品混合液的數據 測量和采集，進一步計算獲得多個表征污泥沉降濃縮綜合性能的關鍵參數，包括污泥容積 指數SVI值、SSVI 3.5值、成層沉降速率Vzs值、壓縮沉降速率VCS值、壓縮濃縮速率UCS值、極限污 泥濃度Xoo值等，因此本專利技術所獲取的性能參數更全面。本專利技術可廣泛應用于采用各種活性 污泥法工藝的污水處理廠，可通過自動取樣、實時分析來進行污水生物處理過程中活性污 泥沉降濃縮綜合性能的實時連續測定?！靖綀D說明】圖1是本專利技術的整體結構示意圖?！揪唧w實施方式】下面結合附圖和實施例對本專利技術進行詳細的描述。如圖1所示，本專利技術包括一呈圓筒形的沉降柱1，沉降柱1的內部由一隔板2分隔為 上層腔室3和下層腔室4。在上層腔室3的底部設置一排水管5,在下層腔室4中設置一抽水栗 6,抽水栗6的進口與一貫穿下層腔室4的側壁的取樣管7連接，抽水栗6的出口連接一貫穿隔 板2伸入上層腔室3的管路8。在下層腔室4的中心位置設置一曝氣器9,曝氣器9通過一貫穿 隔板2伸入上層腔室3的氣管連接一曝氣頭10。在上層腔室3的頂部設置一超聲波信號發射 傳感器11和一超聲波信號接收傳感器12,在上層腔室3的中部設置一紅外光發射傳感器13 和一紅外光檢測器14。本專利技術還包括一帶有數據采集卡15的微型計算機16,其中，數據采集 卡15與超聲波信號發射傳感器11、超聲波信號接收本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種活性污泥沉降濃縮綜合性能測定裝置，其特征在于：它包括一沉降柱，所述沉降柱包括一上層腔室和一下層腔室，在所述上層腔室的底部設置一排水管，在所述下層腔室中設置一抽水泵，所述抽水泵的進口與一貫穿所述下層腔室的側壁的取樣管連接，所述抽水泵的出口與一伸入所述上層腔室的管路連接；在所述下層腔室中設置一曝氣器，所述曝氣器通過一伸入所述上層腔室的氣管連接一曝氣頭；在所述上層腔室的頂部設置一超聲波信號發射傳感器和一超聲波信號接收傳感器，在所述上層腔室的中部設置一紅外光發射傳感器和一紅外光檢測器。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王洪臣，張源凱，何志江，齊魯，
申請(專利權)人：中國人民大學，
類型：發明
國別省市：北京;11
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