耗氧速率的测量方法与流程

文档序号:11824390阅读:1769来源:国知局

本发明涉及污水治理过程中对耗氧速率的监测方法,属于污水处理技术领域。



背景技术:

在测定活性污泥数学模型(ASM1, ASM2, ASM3)中的动力学参数时,经常需要测量耗氧速率(OUR);在鉴定废水中易降解和缓慢降解有机物的含量时,也需要测量OUR。

目前测量OUR的方法主要是分批实验法,包括有密闭间歇曝气和连续曝气2种方法,两者都是基于液相中氧气补充量和消耗量之间的质量平衡而求得OUR。

两者都有一定的不足,前者在于供氧量不足,反应器内的饱和溶解氧浓度一般不超过10mg/L,而进水中的COD浓度往往都在几十甚至上百毫克升,当溶解氧消耗低于2mg/L时,需要再曝气;如果降解速度较快,溶解氧被迅速耗尽,氧消耗所用的时间不易精确测量,而且由于溶解氧浓度的变化,会对微生物的耗氧速率产生影响,容易带来实验误差。

后者由于连续曝气,虽然解决了供氧不足的问题,但是需要估算氧传质速率常数KLA,再通过KLA(DO饱和-DO溶液)dt来计算供氧速率,KLA和DO溶液在反应器运行期间都不是一个稳定值,这容易给最终的计算结果带来误差。

本方法提出一个改进的简易OUR测量方法来弥补前述的不足。



技术实现要素:

本方法直接测量消耗的氧气量。基于对反应器气相中氧质量的分析,可得出总质量平衡方程为: 。

式中:CG—气相中的氧浓度;VG—气相的体积;CG,in—进入系统气体的氧浓度;Fin—进入系统气体的流速;Fout—离开系统气体的流速;VL—液相的体积;KLaL—氧传质参数;C*L—饱和溶解氧浓度;CL—液相中的溶解氧浓度。

如果公式中的流入气体是纯氧(CG,in=100%),流出气体量为零(Fout=0),气相中被消耗的氧气随时得到外部的补充,而产生的CO2及时被化学吸收,则气相气压恒定,CG恒等于大气中的氧浓度,进而。公式可以进一步简化为:

如果在密闭反应器内及时将产生的CO2吸收,补充消耗掉的氧气,则反应器内的空气成分就不会改变,再通过循环曝气就可实现传统的空气连续曝气,此时测量氧气的供应量Fin,就可求出OUR。

本方法采用排水法,通过测量水的体积变化来替代直接的气体测量,可降低费用。

附图显示了OUR测量装置,图中1. 二氧化碳吸收瓶(NaOH溶液);2.吸气泵;3.OUR反应器;4.气阀;5.水浴控温槽;6.氧气瓶;7.量筒;8.基质投加口。

显示了OUR测量装置,整个反应系统是密闭的,OUR反应器内的气相是空气,有机物降解产生的二氧化碳通过吸气泵循环被吸收在NaOH溶液中,吸收CO2后的空气再曝气到溶液中供氧,由于氧的消耗,反应器内压力下降,氧气瓶将向反应器供氧,量筒依次向氧气瓶供水以实现系统压力平衡,供氧量通过对量筒供水量的测量而获得,量筒的水位高于氧气瓶内水位20cm,以保持一定的正压,以避免反应器内的空气反混到氧气瓶中。

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