污水处理厂进水硝化功能毒性预警装置及方法与流程

本发明公开了一种污水处理厂进水硝化功能毒性预警装置及其使用方法，属于污水处理和环境监测
技术领域：
。
背景技术：
：污水处理厂是保证水环境质量和功能目标的重要场所，目前我国污水处理厂处理污染物主要以生物法为主，物化法为辅。生物法主要是依靠微生物的新陈代谢功能降解水中污染物，使污染物转化为无害物质的方法，其易受水质及环境条件影响。硝化菌作为污水处理厂生物法处理氨氮的关键微生物，在生物处理系统中极为脆弱。根据文献报道，一定浓度的重金属、游离氨、季铵盐、抗生素等物质都会对硝化菌的功能形成抑制并导致硝化菌死亡。硝化菌为自养型微生物，其时代周期长，生物处理系统的硝化功能遭到破坏后需要很长的恢复时间,导致污水厂出水长期难以达标排放。随着我国经济社会尤其是工业的发展，污水处理厂进水中经常会有重金属、游离氨、季铵盐、抗生素等存在，因此为保护生物处理系统硝化功能不受较大冲击，及时有效地发现有毒污染物的危害程度，并对水质突发变化进行迅速的预警就非常必要。常见的污水生物毒性监测技术有：(1)水生动植物急性毒性试验，包括鱼类毒性、藻类毒性等试验法；(2)微生物毒性试验，包括发光特性、呼吸抑制、酶活抑制等试验法。目前污水处理厂应用较多的是基于微生物呼吸作用的污水毒性在线监测技术。例如中国发明专利201210499312.2(公开号为cn102980983a)公开了一种污水生物毒性在线监测分析仪及监测系统，该发明采用基于分析仪中生化反应体系溶解氧(do)变化特征的分析技术开发而成，在带有生物毒性的污水进入监测装置时，会根据do不同表现出不同特征，其主要由气液输送系统、湿式生化反应系统、自动控制系统和数据采集处理及通讯系统组成；此外中国发明专利201310459172.0(公开号为cn103488117a)也公开了一种污水厂进水毒性预警监测装置，该发明提供的监测装置以our为原理，采用do抑制率为指标对污水厂进水毒性进行实时监测，主要包括污水供给系统、污泥供给系统、预曝气完全混合反应器、完全混合预警反应器、plc系统和碳源储存器等。虽然在线检测our比常规检测技术更加快速、直观，但在实际操作应用过程中容易出现设备存在系统复杂、连续监测不稳定、维护要求高、双溶解氧电极设备之间的系统误差等问题，同理，氨氮监测探头亦是如此。此外，以上发明基于的原理并不能准确有效地发现硝化功能毒性，因此提供一种更加稳定、可靠、灵敏的硝化功能毒性预警装置十分必要。技术实现要素：为克服上述缺陷，本发明的目的在于提供一种污水处理厂进水硝化功能毒性预警装置及其使用方法为达到上述目的，本发明污水处理厂进水硝化功能毒性预警方法，所述的方法包括下述步骤：1)监控污水在的硝化过程；2)测定反应池中ph，当过酸时将碱液泵入反应池；3)记录的每分钟泵入碱液的量传输至预警中心。较佳的，所述的记录的每分钟泵入碱的量传输至预警中心的步骤具体为：当每分钟泵入碱的量少于平均泵入量20％以上时，或者本次监测过程每分钟泵入碱的量低于其他监测过程60％以上时，则表明进水具有硝化功能毒性，预警中心将此次数据输出以传达预警信号。较佳的，在所述的步骤1)之前还包括下述步骤：31)去除进水中的ph缓冲物；32)当进水无ph缓冲物并且适宜硝化反应后，对进水进行过滤；33)当进水排入反应池后，向反应池泵入污泥；34)打开鼓风曝气装置，使污泥与进水充分反应。较佳的，去除进水中的ph缓冲物的步骤为：测定调节池内进水ph；若ph<7，将碱液加药管泵入调节池，再泵入酸液，最后再次泵入碱液，以去除调节池进水中的ph缓冲物，并使进水ph适宜硝化反应；若ph>8，则泵入酸液至调节池，再泵入碱液，最后再次泵入酸液，以去除调节池进水中的ph缓冲物，并使进水ph适宜硝化反应；若ph在7～8之间，则先泵入酸液至调节池，再泵入碱液，以去除调节池进水中的ph缓冲物。为达到上述目的，本发明污水处理厂进水硝化功能毒性预警装置，该装置包括调节区、监测区、预警区；其中，所述调节区包括：调节池，所述调节池与进水管相连，用以接收待测进水；在调节池内设有第一ph探头和膜组件，其中第一ph探头与第一ph控制器相连，所述的第一ph控制器控制第一ph选择开关选择第一加药管连接第一碱槽或第一酸槽，以将酸或碱通过蠕动泵泵入调节池；其中，膜组件通过排水管将经过调节的进水排入监测区；所述监测区中反应池与调节池排水管相连，反应池内设有第二ph探头，在所应池底部设有鼓风曝气装置；第二ph探头与第二ph控制器相连，第二ph控制器控制第二ph限制开关限制蠕动泵通过第二加药管从第二碱槽泵入第二碱液至反应池中，液体流量计安装于第二加药管上，其数值传达至预警区。较佳的，在所述的反应池底部还设有排水排泥管，排水排泥管上设置有受控阀门；排水排泥管还与进泥管相连，进泥管与污泥池相连，通过蠕动泵将污泥泵入反应池。较佳的，酸液和碱液，浓度为0.01mol/l～1mol/l。具有以下有有益效果：(1)本发明方法操作简单、耗时短暂、结果直观可信，可应用于各类污水处理厂。(2)本发明所述方法可准确有效地发现硝化功能毒性，弥补现有中毒性预警装置的不足。附图说明图1为本发明的实施例的结构示意图。具体实施方式为进一步了解本发明的内容，结合附图对本发明作详细描述。实施例1：如图1所示，本实施例的一种污水处理厂进水硝化功能毒性预警装置，该装置包括调节区(i)、监测区(ii)、预警区(iii)。其中调节区(i)中调节池(3)与进水管(101)相连，内部设有ph探头(401)和膜组件(5)，其中ph探头(401)与ph控制器(901)相连，ph控制器(901)控制ph选择开关(8)选择加药管(102)连接碱槽(601)或酸槽(7)，酸或碱通过蠕动泵(201)泵入调节池(3)。膜组件(5)与排水管(103)相连，通过蠕动泵(202)将经过调节的进水排入监测区(ii)。监测区(ii)中反应池(10)与排水管(103)相连，内部设有ph探头(402)，底部设有鼓风曝气装置(11)。ph探头(402)与ph控制器(902)相连，ph控制器(902)控制ph限制开关(15)限制蠕动泵(203)通过加药管(104)从碱槽(602)泵入碱至反应池(10)中，液体流量计(14)安装于加药管(104)上，其数值传达至预警区(iii)。预警区(iii)包括预警中心(16)及通讯设备(17)。此外，反应池(10)底部还设有排水排泥管(107)，排水排泥管(107)受阀门(12)控制。排水排泥管(107)还与进泥管(106)相连，进泥管(106)与污泥池(13)相连，通过蠕动泵(204)将污泥泵入反应池(10)。采用本实施例的装置对某市政污水处理厂进水硝化毒性进行监测，其具体步骤为：步骤一、将某市政污水处理厂进水通过进水管(101)进入反应池(3)，打开ph探头(401)测定进水ph为6.5。ph选择开关(8)连接碱槽(601)，泵入0.01mol/l氢氧化钠溶液，使进水ph＝8.5，再连接酸槽(7)泵入0.01mol/l的硫酸，使进水ph＝6.5，最后再次连接碱槽(601)泵入0.01mol/l氢氧化钠溶液，使进水ph＝7.5。步骤二、打开蠕动泵(202)，使进水通过膜组件(5)过滤掉悬浮颗粒后，经排水管(103)排入反应池(10)。步骤三、通过蠕动泵(204)经进泥管(106)泵入污泥池(13)中的污泥。步骤四、打开鼓风曝气装置(11)，使污泥与进水充分反应，并使反应池(10)中的溶解氧浓度保持在2.0mg/l。在反应过程中，使用ph探头(402)测定泥水混合物ph，当ph＜7.2后，ph控制器(902)打开ph限制开关(15)，使碱槽(602)中的0.01mol/l氢氧化钠溶液通过蠕动泵(203)经加药管(104)泵入反应池(10)，泵入的流量由液体流量计(14)记录，其值如表1所示。步骤五、本次监测过程中每分钟泵入碱的量少于平均泵入量20％以上，该次进水具有很强的硝化功能毒性，预警中心(16)将此次数据传输至通讯设备(17)，并传达预警信号。步骤六、将阀门(12)打开，将反应池(10)中泥水混合物通过排水排泥管(107)排出。表1液体流量计记录数据时间泵入氢氧化钠量每分钟泵入氢氧化钠量10:300—10:311010.210:32188.010:33235.610:34252.410:35261.110:36260.510:37260.210:3826010:3926010:40260实施例2：本实施例的一种青霉素废水生物强化处理装置，其基本结构同实施例1，如图1所示。采用本实施例的装置对某钢铁厂污水处理厂进水硝化毒性进行监测，其具体步骤为：步骤一、将某钢铁厂污水处理厂进水通过进水管(101)进入反应池(3)，打开ph探头(401)测定进水ph为10.5。ph选择开关(8)连接酸槽(7)，泵入1mol/l硫酸，使进水ph＝6.5，再连接碱槽(601)泵入1mol/l的氢氧化钠溶液，使进水ph＝8.5，最后再次连接酸槽(7)泵入1mol/l硫酸，使进水ph＝7.5。步骤二、打开蠕动泵(202)，使进水通过膜组件(5)过滤掉悬浮颗粒后，经排水管(103)排入反应池(10)。步骤三、通过蠕动泵(204)经进泥管(106)泵入污泥池(13)中的污泥。步骤四、打开鼓风曝气装置(11)，使污泥与进水充分反应，并使反应池(10)中的溶解氧浓度保持在4.0mg/l。在反应过程中，使用ph探头(402)测定泥水混合物ph，当ph＜7.2后，ph控制器(902)打开ph限制开关(15)，使碱槽(602)中的0.1mol/l氢氧化钠溶液通过蠕动泵(203)经加药管(104)泵入反应池(10)，泵入的流量由液体流量计(14)记录。步骤五、监测时段11:50～12:00中每分钟泵入碱的量稳定(表2)，但泵入碱量明显低于其他监测过程60％以上时(表3)。该次进水具有很强的硝化功能毒性，预警中心(16)将此次数据传输至通讯设备(17)，并传达预警信号。步骤六、将阀门(12)打开，将反应池(10)中泥水混合物通过排水排泥管(107)排出。表2液体流量计记录数据时间泵入氢氧化钠量每分钟泵入氢氧化钠量11:500—11:511.21.211:522.31.111:533.41.111:545.61.211:556.71.111:567.91.211:579.11.211:5810.31.211:5911.41.112:0012.61.2表3液体流量计记录数据监测时段每分钟泵入氢氧化钠量10:30～10:405.410:40～10:505.510:50～11:005.311:00～11:105.211:10～11:205.011:20～11:305.611:30～11:405.711:40～11:505.411:50～12:001.2实施例3：本实施例的一种青霉素废水生物强化处理装置，其基本结构同实施例1，如图1所示。采用本实施例的装置对某食品厂污水处理厂进水硝化毒性进行监测，其具体步骤为：步骤一、将某食品厂污水处理厂进水通过进水管(101)进入反应池(3)，打开ph探头(401)测定进水ph为7.5。ph选择开关(8)连接酸槽(7)，泵入0.1mol/l硫酸，使进水ph＝6.5，再连接碱槽(601)泵入0.1mol/l的氢氧化钠溶液，使进水ph＝7.5。步骤二、打开蠕动泵(202)，使进水通过膜组件(5)过滤掉悬浮颗粒后，经排水管(103)排入反应池(10)。步骤三、通过蠕动泵(204)经进泥管(106)泵入污泥池(13)中的污泥。步骤四、打开鼓风曝气装置(11)，使污泥与进水充分反应，并使反应池(10)中的溶解氧浓度保持在6.0mg/l。在反应过程中，使用ph探头(402)测定泥水混合物ph，当ph＜7.2后，ph控制器(902)打开ph限制开关(15)，使碱槽(602)中的1mol/l氢氧化钠溶液通过蠕动泵(203)经加药管(104)泵入反应池(10)，泵入的流量由液体流量计(14)记录。步骤五、监测过程中每分钟泵入碱的量保持稳定，且与其他监测时段消耗量相近(表3)，该次进水无硝化功能毒性，预警中心(16)将此次数据传输至通讯设备(17)，不传达预警信号。步骤六、通过进泥管(106)将污泥回流至污泥池(13)，打开进水阀门(12)，通过排水排泥管(107)将进水排出。表3液体流量计记录数据监测时段每分钟泵入氢氧化钠量10:30～10:403.410:40～10:503.510:50～11:003.311:00～11:103.211:10～11:203.111:20～11:303.611:30～11:403.511:40～11:503.411:50～12:003.2当前第1页12