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專利名稱：一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速檢測污水處理中水蚯蚓對污泥活性影響的方法及裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
污泥是污水生物處理工藝的必然產(chǎn)物。目前，污泥處理的投資和運行費用巨大，占整個污水廠投資及運行費用的25% 65%，已成為污水廠所面臨的沉重負(fù)擔(dān)，同時剩余的污泥中通常含有一些寄生蟲卵、病源微生物、重金屬及未穩(wěn)定化的有機物等有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)適當(dāng)?shù)靥幚矶苯舆M(jìn)入環(huán)境，會帶來二次污染，對生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此必須對剩余污泥進(jìn)行妥善處理處置。解決剩余污泥的首要原則是污泥減量化，它主要包含兩個方面:污泥減容和污泥減質(zhì)。傳統(tǒng)的污泥減量化方式是污泥減容，但這種方式無法從根本上減少污泥的干物質(zhì)量，處理后的污泥仍然需要進(jìn)行衛(wèi)生填埋、焚燒等后續(xù)處理。因此，近年來，從污泥產(chǎn)生源頭上減少污泥產(chǎn)量的污泥減質(zhì)越來越多受到關(guān)注，利用水蚯蚓進(jìn)行污泥減量化，就是從源頭上減少污泥產(chǎn)量，利用水蚯蚓進(jìn)行污泥減量相比傳統(tǒng)的污泥減量方式，具有低成本、無污染、易實施等獨特的優(yōu)點，成為近年來研究的熱點，但同時水蚯蚓對污泥的吞食作用會對污水處理水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。有研究表明，有水蚯蚓存在的濾池出水的氨氮、總氮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他沒有水蚯蚓的濾池，在好氧生物膜系統(tǒng)中，這種情況更加普遍。由于水蚯蚓對污泥的吞食作用，除了氨氮、總氮增加，出水中COD和TP濃度也都有所增加，這對污水處理廠的水處理效果及出水水質(zhì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。而且由于在污水處理廠的曝氣生物濾池中存在大量的微生物和原后生動物，形成一個小型生態(tài)系統(tǒng)，水蚯蚓處在該食物鏈頂端，極易大規(guī)模爆發(fā)，影響出水水質(zhì)，因此檢測水蚯蚓對污水處理中污泥活性的影響很有必要。國內(nèi)外對水蚯蚓的研究主要集中在給水處理領(lǐng)域，同時由于污水處理領(lǐng)域中水蚯蟲引種類較多，分為自發(fā)形成的紅斑顥體蟲(Aeolosmahemprichii)和仙女蟲屬(Nais sp.)等游離型螺蟲以及顫蝴科(Tubificidae)和帶絲蝴屬(Lumbriculus sp.)等附著型螺蟲，種類較多，對不同條件(溫度、pH、D0)下不同污泥(厭氧、好氧、兼性厭氧污泥等)活性的檢測比較復(fù)雜，國內(nèi)還沒有系統(tǒng)的檢測方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對污水處理領(lǐng)域?qū)λ球緦ξ勰嗷钚杂绊憴z測的不足，提供一種簡單易行的快速檢測在不同環(huán)境因素(溫度、pH、D0)下水蚯蚓對污泥活性影響的方法，同時提供一套受外界環(huán)境影響小、安裝使用方便的快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的裝置。一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的裝置，其特征是:包括pH計、空氣泵、氮氣瓶、反應(yīng)瓶、恒溫水浴鍋、濾網(wǎng)、液上管、液下管、曝氣盤、橡膠管、閥們以及玻璃管；反應(yīng)瓶放在恒溫水浴鍋中，瓶塞上插有液上管、液下管、pH計探頭，濾網(wǎng)固定在反應(yīng)瓶中，曝氣盤安裝在反應(yīng)瓶底部，反應(yīng)瓶底部與一個帶閥門的玻璃管連接，閥門在反應(yīng)瓶 外部，玻璃管一端通過橡膠管與曝氣盤連接，另一端通過橡膠管與空氣泵或氮氣瓶連接。
應(yīng)用所述裝置實現(xiàn)的一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的方法，其特征是:
啟動恒溫水浴鍋使之達(dá)到測定要求溫度，取待測污泥置于反應(yīng)瓶中，按照需要檢 測污泥中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤連接，通 過與空氣泵連接的流量計調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮氣吹脫創(chuàng)造無氧環(huán)境，氣體從液上管排 出，測定不同含氧量下水蚯蚓對污泥活性的影響；通過PH計觀察反應(yīng)體系中pH值的變化， 從液上管加入NaOH或HCL溶液控制pH ;系統(tǒng)運行過程中每隔一段時間從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn) 行測試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮氣瓶，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉玻璃管的閥門，等反 應(yīng)瓶中的污泥沉降后，向液上管通空氣或氮氣，由于壓力的作用，上清液將從液下管排出， 取樣完畢后，再將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫；通過測定多個時刻 反應(yīng)系統(tǒng)上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大 斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率 vm ;通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對污泥活性的影響，同時測定水樣中氨氮、硝態(tài) 氮、亞硝態(tài)氮、磷的量，確定水蚯蚓的存在對污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
啟動恒溫水浴鍋5使之達(dá)到要求溫度，取待測污泥置于反應(yīng)瓶4中，按需檢測污泥 中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)6上，注意應(yīng)先加污泥后加水蚯蚓，防止水蚯蚓 因污泥沖刷掉下濾網(wǎng)。將空氣泵2與曝氣盤9連接，開始曝氣，并通過與空氣泵連接的流量 計調(diào)節(jié)曝氣量大小；如果是測定無氧環(huán)境下水蚯蚓對污泥活性的影響，就將氮氣瓶3與曝 氣盤連接，用氮氣吹脫進(jìn)行吹脫，氣體從液上管7排出，反應(yīng)瓶處于無氧狀態(tài)。通過pH計I 觀察反應(yīng)體系中PH值的變化，并從液上管加入NaOH或HCL溶液控制pH。
系統(tǒng)運行過程中每小時從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮 氣瓶，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉反應(yīng)瓶底部玻璃管上的閥門11，等反應(yīng)瓶中的污泥沉降后， 向液上管7通空氣或氮氣，由于壓力的作用，上清液將從液下管8排出，取樣完畢后，再將空 氣泵或氮氣罐與曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫。
測定多個時刻體系上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度 變化曲線求出最大斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì) 的最大比反應(yīng)速率vm。通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對污泥活性的影響，同時測定 水樣中氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P的量，確定水蚯蚓的存在對污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
該測量裝置具有以下優(yōu)點:
(I)檢測廣泛性。本裝置可以通過改變恒穩(wěn)水浴鍋溫度控制反應(yīng)溫度，通過液上管 添加NaOH或HCL調(diào)節(jié)PH，通過曝氣盤通空氣或氮氣實現(xiàn)對有氧和無氧環(huán)境水蚯蚓對污泥活 性影響的檢測。檢測裝置通過加入各種污泥和水蚯蚓，可以實現(xiàn)各種水蚯蚓對各種污泥活 性的檢測，具有廣泛的適應(yīng)性。
(2)準(zhǔn)確性。本裝置設(shè)有濾網(wǎng)，研究顯示，附著在載體上生長的水蚯蚓活性更好， 水蚯蚓上端掛在濾網(wǎng)上，尾部伸出濾網(wǎng)在水中有節(jié)奏地擺動，進(jìn)行平靜的呼吸，通過設(shè)置濾 網(wǎng)，不但保證水蚯蚓的活性，而且死亡的水蚯蚓會從濾網(wǎng)上掉落，便于及時發(fā)現(xiàn)清理、補充， 保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(3)取樣簡單。通過從液上管通入空氣或氮氣，就可以從液下管取出水樣，取樣方便，同時這種取樣方式受環(huán)境因素影響小，不會改變反應(yīng)瓶有氧/無氧環(huán)境，對水蚯蚓生長影響小。(4)測定速度快，本發(fā)明提供的水蚯蚓對活性污泥影響的測定方法，通過對水蚯蚓存在條件下污泥反應(yīng)速率的檢測，每隔一段時間取樣一次，對污泥和水蚯蚓即取即測，能起到快速測定的目的。(5)測定裝置占地小，操作簡單。整套裝置可以整合在一個箱體中，占地小，移動性強，操作簡單，操作人員不需要特殊培訓(xùn)。(6)造價低，整套裝置沒有高造價的材料與設(shè)備，便于實際制造應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明檢測水蚯蚓對污泥活性影響裝置的示意圖。圖中，1、pH計，2、空氣泵，3、氮氣瓶，4、反應(yīng)瓶，5、恒溫水浴鍋，6、濾網(wǎng)，7、液上管，
8、液下管，9曝氣盤圖2是圖1反應(yīng)瓶底部圓圈部分的放大圖。圖中，4、反應(yīng)瓶，9、曝氣盤，IO、橡膠管，11、閥門，12玻璃管
具體實施例方式一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的裝置，包括pH計1、空氣泵2、氮氣瓶3、反應(yīng)瓶4、恒溫水浴鍋5、濾網(wǎng)6、液上管7、液下管8、曝氣盤9、橡膠管10、閥們11以及玻璃管12。裝置的啟動:1)首先啟動恒溫水浴鍋5，通過恒溫水浴鍋調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)溫度，達(dá)到檢測不同溫度下水蚯蚓對污泥活性影響的目的；2)取出一定量的待測污泥放入反應(yīng)瓶4中，之后將一定量的水蚯蚓置于濾網(wǎng)6上；3)將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤9連接，通過調(diào)節(jié)空氣泵連接的流量計調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮氣吹脫創(chuàng)造無氧環(huán)境，測定不同含氧量下水蚯蚓對污泥活性的影響。4)測定過程中，通過pH計I觀察反應(yīng)體系中pH值的變化，從液上管7加入NaOH或HCL溶液控制pH，測定不用PH下水蚯蚓對污泥活性的影響。每檢測一種環(huán)境因素對反應(yīng)系統(tǒng)影響的同時，另外兩種環(huán)境因素保持不變。取樣:系統(tǒng)運行過程中每小時從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮氣瓶，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉反應(yīng)瓶底部玻璃管上的閥門11，等反應(yīng)瓶中的污泥沉降后，向液上管7通空氣或氮氣，由于壓力的作用，上清液將從液下管8排出，取樣完畢后，再將空氣泵或氮氣罐與曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫。數(shù)據(jù)處理:測定多個時刻反應(yīng)瓶上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率vm。通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對污泥活性的影響，同時測定所取水樣中的氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P的量，確定水蚯蚓的存在對污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
權(quán)利要求
1.一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的裝置，其特征是:包括PH計、空氣泵、氮氣瓶、反應(yīng)瓶、恒溫水浴鍋、濾網(wǎng)、液上管、液下管、曝氣盤、橡膠 管、閥們以及玻璃管；反應(yīng)瓶放在恒溫水浴鍋中，瓶塞上插有液上管、液下管、PH計探頭，濾網(wǎng)固定在反應(yīng)瓶 中，曝氣盤安裝在反應(yīng)瓶底部，反應(yīng)瓶底部與一個帶閥門的玻璃管連接，閥門在反應(yīng)瓶外 部，玻璃管一端通過橡膠管與曝氣盤連接，另一端通過橡膠管與空氣泵或氮氣瓶連接。
2.利用權(quán)利要求1所述裝置實現(xiàn)的一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的方法，其特 征是:啟動恒溫水浴鍋使之達(dá)到測定要求溫度，取待測污泥置于反應(yīng)瓶中，按照需要檢測污 泥中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤連接，通過與 空氣泵連接的流量計調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮氣吹脫創(chuàng)造無氧環(huán)境，氣體從液上管排出，測 定不同含氧量下水蚯蚓對污泥活性的影響；通過PH計觀察反應(yīng)體系中pH值的變化，從液上 管加入NaOH或HCL溶液控制pH ;系統(tǒng)運行過程中每隔一段時間從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測試， 取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮氣瓶，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉玻璃管的閥門，等反應(yīng)瓶中的 污泥沉降后，向液上管通空氣或氮氣，由于壓力的作用，上清液將從液下管排出，取樣完畢 后，再將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫；通過測定多個時刻反應(yīng)系統(tǒng) 上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大斜率，即基 質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率vm ;通過確 定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對污泥活性的影響，同時測定水樣中氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài) 氮、磷的量，確定水蚯蚓的存在對污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
全文摘要
一種快速檢測水蚯蚓對污泥活性影響的方法及裝置屬于污水處理領(lǐng)域。其檢測方法是，通過恒溫水浴鍋調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)溫度，取出一定量的待測污泥放入反應(yīng)瓶中，然后將一定量的水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮氣瓶與曝氣盤連接，通過調(diào)節(jié)與空氣泵連接的流量計調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮氣吹脫創(chuàng)造無氧環(huán)境，通過觀察pH計數(shù)值，從液上管加入NaOH或HCL溶液調(diào)節(jié)pH。取樣時向液上管通空氣或氮氣，將上清液從液下管排出，每隔一段時間測定反應(yīng)瓶上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線計算出反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速率，同時測定所取水樣中的氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P量，得出水蚯蚓對污泥活性的影響。
文檔編號G01N33/18GK103207259SQ20131011634
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者李軍, 陳光輝, 劉偉巖, 王永磊, 王昌穩(wěn) 申請人:北京工業(yè)大學(xué)