，完成溶解氧信号的采集过程。圆形盘管5与溶解氧探头 套筒2 -侧接口连接，另一端与活性污泥池连接。圆形盘管5管径较小，管壁光滑，内部流 体前后不返混，呈现推流形式。随着采样蠕动栗1方向和转速的变化，圆形盘管5内部流体 的流向和停留时间也随之变化。控制器6通过通信电缆与采样蠕动栗1、溶解氧变送器4连 接，实现数据采集和设备控制的功能。人机界面为一触摸屏7,通过通信电缆与控制器6相 连，显示溶解氧等历史数据、显示和控制仪器状态、计算和显示呼吸速率等。
[0029] 当本装置开始测试活性污泥池中混合液样品呼吸速率时，采样蠕动栗1将混合液 样品从活性污泥池中栗送至溶解氧探头套筒2中，经由溶解氧探头3测试溶解氧数值后，再 进入圆形盘管5中，最终出水流入活性污泥池中。在完成正转后，采样蠕动栗反转，将停留 在圆形盘管5中的混合液样品反向抽动，再次经过溶解氧套筒2,并由溶解氧探头3测试反 转溶解氧数值，直至测试周期结束。在测试过程中，溶解氧探头3测试的正反转溶解氧数值 均通过溶解氧变送器4传送至控制器6中，用户通过触摸屏7设置测试周期、蠕动栗流速等 参数，并由触摸屏7显示采集溶解氧数值与计算得到的呼吸速率值。
[0030] 本发明装置的控制结构如图2所示。本发明首先通过PLC控制采样蠕动栗1将 活性污泥池中的混合液样品栗送至装置内，通过溶解氧探头3测试混合液样品的溶解氧数 值，并经由溶解氧变送器4以及PLC中的数据采集程序，将测试数值传送至PLC内。一段时 间以后，PLC控制采样蠕动栗1反转，测试数值同样经由上述步骤传送至PLC内，经过初步 计算判断0UR范围后进行反馈，再由用户通过人机界面向PLC控制器中设定测试周期、0UR 的计算时长、栗的流向/方向等参数，PLC控制器再根据设置参数自动调整蠕动栗的流速、 流向以及0UR的计算。
[0031] 本发明提出了呼吸速率计算的方法，如图3所示。从0时刻开始蠕动栗正转，PLC 记录t时刻的溶解氧浓度D0(t);当t达到测量周期T时，将蠕动栗反转，继续记录D0(t)， 直到t达到2倍测量周期（2T)，进入下一次测量过程。在t= (T，2T]的范围内，可以实时 计算呼吸速率〇UR(t)如下：
[0032]ifT<t< 2T,I
[0033]
[0034] 式（1)表明，由于t〈T时，活性污泥的溶解氧浓度基本稳定，因此DO(2T_t)可近似 为初始值DO(0);这个近似使得测量周期T仅作为公式的输入参数，而不影响其他数据的取 值。比如，近似前的D0(2T-t)的取值就依赖于Τ，数据存储和寻址结构等一般要求Τ不能实 时改变；近似之后，公式中的溶解氧浓度就与T无关，因此T可以实时变化而不需要更改数 据算法。因此，本发明中调整测量周期T不会影响实时数据的存储与计算结构，大大提高了 测量范围的自适应性。
[0035] 本发明提出了自动调整测量周期T的方法。根据对污染物降解速率的测试或是传 统的0UR间歇方法测试预先判断0UR的范围，0UR值越大，测量时间可相应越短，所需要的 理论测定呼吸管长度越短。具体测量周期和理论管长如表1所示。
[0036] 表1测量周期T的对应表格
[0037]
[0038] 实施例1
[0039] 选择某活性污泥的中试装置，原位采集系统中的活性污泥，使用本发明装置进行 测试，同时采集活性污泥样品，用锥形瓶密闭法测定呼吸速率，实验结果如图4所示。
[0040] 本装置的关键参数如下：测量周期T= 5min;测定管长2m、内径12mm;懦动栗流速 调节为50mL/min。
[0041] 长期监测结果表明，活性污泥的OUR变化幅度较大，范围26~42mg/L.hr。与国内 传统密闭的OUR间歇测定法相比，本发明装置的测试结果与传统法测试结果基本相同，相 关性显著（R2 = 0. 93,P〈0. 01)，说明本发明装置可以代替密闭式的传统方法。
[0042] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种活性污泥呼吸速率测定装置，其特征在于：所述装置包括采样蠕动栗、溶解氧 探头套筒、溶解氧探头、溶解氧变送器、圆形盘管、控制器和触摸屏，所述采样蠕动栗一侧与 活性污泥池连接，另一侧与所述溶解氧探头套筒连接，所述溶解氧探头套筒连接所述圆形 盘管，所述圆形盘管另一侧连接所述活性污泥池，所述溶解氧探头套筒内设有所述溶解氧 探头，所述溶解氧探头信号连接所述溶解氧变送器，所述溶解氧变送器信号连接所述控制 器，所述控制器连接所述触摸屏，所述控制器信号连接所述采样蠕动栗。2. 根据权利要求1所述的活性污泥呼吸速率测定装置，其特征在于：所述溶解氧探头 套筒底部两侧各设有一个接口，一个接口连接所述采样蠕动栗，另一个接口连接所述圆形 盘管。3. 根据权利要求1所述的活性污泥呼吸速率测定装置，其特征在于：所述采样蠕动栗 与所述控制器之间、所述溶解氧探头与所述溶解氧变送器之间、所述溶解氧变送器与所述 控制器之间、所述控制器与所述触摸屏之间分别通过数据电缆连接。4. 一种采用权利要求1-3中任一项所述活性污泥呼吸速率测定装置进行测定呼吸速 率的方法，其特征在于包括以下步骤： 从〇时刻开始采用蠕动栗正转，记录DO(O)，当t达到测量周期T时，将采用蠕动栗反 转，继续记录D0(t)，直到t达到2倍测量周期（2T)，进入下一次测量过程，在t = [T，2T] 的范围内，可以实时计算呼吸速率〇UR(t)如下： if T < t < 2T, I
【专利摘要】本发明公开了一种活性污泥呼吸速率测定装置及方法，可以实现连续测定、单台溶解氧仪读数、自动调整测量周期等功能，可有力支持污水处理厂活性污泥性质的监测与控制，本发明装置所述装置包括采样蠕动泵、溶解氧探头套筒、溶解氧探头、溶解氧变送器、圆形盘管、控制器和触摸屏，所述采样蠕动泵一侧与活性污泥池连接，另一侧与所述溶解氧探头套筒连接，所述溶解氧探头套筒连接所述圆形盘管，所述圆形盘管另一侧连接所述活性污泥池，所述溶解氧探头套筒内设有所述溶解氧探头，所述溶解氧探头信号连接所述溶解氧变送器，所述溶解氧变送器信号连接所述控制器，所述控制器连接所述触摸屏，所述控制器信号连接所述采样蠕动泵。
【IPC分类】G01N33/24
【公开号】CN105424911
【申请号】CN201510963759
【发明人】罗涛
【申请人】尚川（北京）水务有限公司
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年12月21日