一种厌氧菌快速采集分析装置及方法与流程

本发明涉及微生物学装置，具体而言，涉及一种厌氧菌快速采集分析装置。

背景技术：

1、厌氧菌(anaerobic bacter ia)是指在无氧条件下或在氧化还原电势低的条件下生长繁殖的一类微生物，主要的代谢方式为无氧发酵。厌氧生物处理技术是指在无氧条件下，利用多种厌氧菌(兼性厌氧菌和专性厌氧菌)的生物化学作用及代谢活动，将废水中的大分子有机污染物降解为小分子的醇类和有机酸，最终转化为ch4和co2(沼气的主要成分)的一种废水处理技术。自诞生以来，该技术以其能耗低、负荷高、剩余污泥量少等优点而受到国内外众多环境科学与工程领域研究者的广泛关注。他们先后发展了厌氧消化池、厌氧接触池和厌氧生物滤池等多种处理工艺，使得该技术在污水处理领域占据了重要地位。

2、然而现有技术中，由于厌氧菌生活在缺氧环境中，采集过程中容易受到氧气的影响，极易导致采样结果失真，在检测分析过程中厌氧菌活性受多种因素影响，如环境条件等，现有技术在活性检测方面尚存在一定局限，并且现有技术在数据处理与分析方面存在不足，难以对厌氧菌活性进行精细化管理，对厌氧菌活性的评估往往仅关注单一指标，缺乏综合评估体系，难以全面了解厌氧菌活性。因此，如何提供一种厌氧菌快速采集分析装置及方法是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种厌氧菌快速采集分析装置及方法，本发明能够实时监测和分析厌氧池中的水质，为污水处理提供有效的监测数据，通过获取产气量、生物量和厌氧消化速率等评估参数，可以更好地了解厌氧菌的活性，从而优化污水处理效果。此外，本发明的装置结构简单，操作方便，有利于提高污水处理效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种厌氧菌快速采集分析装置，应用于污水处理中，包括：

4、泵吸器，用于抽取厌氧池中的水；

5、采样瓶，用于收集抽取的所述厌氧池中的水；

6、检测单元，用于检测所述水的水样，并在预设条件下根据所述水样计算获取所述水的评估参数，所述评估参数包括产气量i、生物量k以及厌氧消化速率n；其中，

7、所述产气量i为所述厌氧菌分解有机物产生的甲烷和氢气的体积，所述生物量k为所述厌氧菌的数量；

8、评估单元，用于根据所述水的评估参数评估厌氧菌的活性。

9、在本技术的一些实施例中，所述评估单元内预先设定有预设产气量矩阵t0和预设厌氧菌活性矩阵a，对于所述预设厌氧菌活性矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设厌氧菌活性，a2为第二预设厌氧菌活性，a3为第三预设厌氧菌活性，a4为第四预设厌氧菌活性，且a1＜a2＜a3＜a4；

10、对于所述预设土壤入渗率矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设产气量，t02为第二预设产气量，t03为第三预设产气量，t04为第四预设产气量，且t01＜t02＜t03＜t04；

11、所述评估单元还用于根据i与所述预设产气量矩阵t0之间的关系选定相应地厌氧菌活性作为评估所述水中厌氧菌的活性；

12、当i＜t01时，选定所述第一预设厌氧菌活性a1作为评估所述水中厌氧菌的活性；

13、当t01≤i＜t02时，选定所述第二预设厌氧菌活性a2作为评估所述水中厌氧菌的活性；

14、当t02≤i＜t03时，选定所述第三预设厌氧菌活性a3作为评估所述水中厌氧菌的活性；

15、当t03≤i＜t04时，选定所述第四预设厌氧菌活性a4作为评估所述水中厌氧菌的活性。

16、在本技术的一些实施例中，所述评估单元内还设定有预设生物量矩阵r0和预设厌氧菌活性修正系数矩阵b，对于所述预设厌氧菌活性修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设厌氧菌活性修正系数，b2为第二预设厌氧菌活性修正系数，b3为第三预设厌氧菌活性修正系数，b4为第四预设厌氧菌活性修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

17、对于所述预设生物量矩阵r0，设定r0(r01,r02,r03,r04),其中，r01为第一预设生物量，r02为第二预设生物量，r03为第三预设生物量，r04为第四预设生物量，且r01＜r02＜r03＜r04；

18、所述评估单元还用于根据k与所述预设生物量矩阵r0之间的关系选定相应的厌氧菌活性修正系数以对各预设厌氧菌活性进行修正；

19、当k＜r01时，选定所述第一预设厌氧菌活性修正系数b1对所述第一预设厌氧菌活性a1进行修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1；

20、当r01≤k＜r02，选定所述第二预设厌氧菌活性修正系数b2对所述第二预设厌氧菌活性a2进行修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2；

21、当r02≤k＜r03，选定所述第三预设厌氧菌活性修正系数b3对所述第三预设厌氧菌活性a3进行修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3；

22、当r03≤k＜r04，选定所述第四预设厌氧菌活性修正系数b4对所述第四预设厌氧菌活性a4进行修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4。

23、在本技术的一些实施例中，所述评估单元内还设定有预设厌氧消化速率矩阵w0和预设厌氧菌活性二次修正系数矩阵c，对于所述预设厌氧菌活性二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设厌氧菌活性二次修正系数，c2为第二预设厌氧菌活性二次修正系数，c3为第三预设厌氧菌活性二次修正系数，c4为第四预设厌氧菌活性二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

24、对于所述预设厌氧消化速率矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设厌氧消化速率，w02为第二预设厌氧消化速率，w03为第三预设厌氧消化速率，w04为第四预设厌氧消化速率，且w01＜w02＜w03＜w04；

25、所述评估单元还用于根据n与所述预设厌氧消化速率矩阵w0之间的关系选定相应的厌氧菌活性二次修正系数以对修正后的各预设厌氧菌活性进行二次修正；

26、当n＜w01时，选定所述第一预设厌氧菌活性二次修正系数c1对修正后的所述第一预设厌氧菌活性a1进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1*c1；

27、当w01≤n＜w02，选定所述第二预设厌氧菌活性二次修正系数c2对修正后的所述第二预设厌氧菌活性a2进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2*c2；

28、当w02≤n＜w03，选定所述第三预设厌氧菌活性二次修正系数c3对修正后的所述第三预设厌氧菌活性a3进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3*c3；

29、当w03≤n＜w04，选定所述第四预设厌氧菌活性二次修正系数c4对修正后的所述第四预设厌氧菌活性a4进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4*c4。

30、在本技术的一些实施例中，所述检测单元还用于在预设条件下根据所述水样计算获取所述水中的溶解氧浓度v；

31、所述评估单元还用于根据所述溶解氧浓度v评估所述厌氧菌的活性；

32、所述评估单元内还设定有预设溶解氧浓度矩阵q0和预设厌氧菌活性三次修正系数矩阵d，对于所述预设厌氧菌活性三次修正系数矩阵d，设定d(d1,d2,d3,d4)，其中d1为第一预设厌氧菌活性三次修正系数，d2为第二预设厌氧菌活性三次修正系数，d3为第三预设厌氧菌活性三次修正系数，d4为第四预设厌氧菌活性三次修正系数，且0.6＜d1＜d2＜d3＜d4＜1；对于所述预设溶解氧浓度矩阵q0，设定q0(q01,q02,q03,q04),其中，q01为第一预设溶解氧浓度，q02为第二预设溶解氧浓度，q03为第三预设溶解氧浓度，q04为第四预设溶解氧浓度，且q01＜q02＜q03＜q04；

33、所述评估单元还用于根据v与所述预设溶解氧浓度矩阵q0之间的关系选定相应的厌氧菌活性三次修正系数以对二次修正后的各预设厌氧菌活性进行三次修正；

34、当v＜q01时，选定所述第四预设厌氧菌活性三次修正系数d4对二次修正后的所述第一预设厌氧菌活性a1进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1*c4*d4；

35、当q01≤v＜q02，选定所述第三预设厌氧菌活性三次修正系数d3对二次修正后的所述第二预设厌氧菌活性a2进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2*c2*d3；

36、当q02≤v＜q03，选定所述第二预设厌氧菌活性三次修正系数d2对二次修正后的所述第三预设厌氧菌活性a3进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3*c3*d2；

37、当q03≤v＜q04，选定所述第一预设厌氧菌活性三次修正系数d1对二次修正后的所述第四预设厌氧菌活性a4进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4*c4*d1。

38、为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种厌氧菌快速采集分析方法，应用于所述的厌氧菌快速采集分析装置中，包括：

39、抽取厌氧池中的水；

40、收集抽取的所述厌氧池中的水；

41、检测所述水的水样，并在预设条件下根据所述水样计算获取所述水的评估参数，所述评估参数包括产气量i、生物量k以及厌氧消化速率n；其中，

42、所述产气量i为所述厌氧菌分解有机物产生的甲烷和氢气的体积，所述生物量k为所述厌氧菌的数量；

43、根据所述水的评估参数评估厌氧菌的活性。

44、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设产气量矩阵t0和预设厌氧菌活性矩阵a，对于所述预设厌氧菌活性矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设厌氧菌活性，a2为第二预设厌氧菌活性，a3为第三预设厌氧菌活性，a4为第四预设厌氧菌活性，且a1＜a2＜a3＜a4；

45、对于所述预设土壤入渗率矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设产气量，t02为第二预设产气量，t03为第三预设产气量，t04为第四预设产气量，且t01＜t02＜t03＜t04；

46、根据i与所述预设产气量矩阵t0之间的关系选定相应地厌氧菌活性作为评估所述水中厌氧菌的活性；

47、当i＜t01时，选定所述第一预设厌氧菌活性a1作为评估所述水中厌氧菌的活性；

48、当t01≤i＜t02时，选定所述第二预设厌氧菌活性a2作为评估所述水中厌氧菌的活性；

49、当t02≤i＜t03时，选定所述第三预设厌氧菌活性a3作为评估所述水中厌氧菌的活性；

50、当t03≤i＜t04时，选定所述第四预设厌氧菌活性a4作为评估所述水中厌氧菌的活性。

51、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设生物量矩阵r0和预设厌氧菌活性修正系数矩阵b，对于所述预设厌氧菌活性修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设厌氧菌活性修正系数，b2为第二预设厌氧菌活性修正系数，b3为第三预设厌氧菌活性修正系数，b4为第四预设厌氧菌活性修正系数，且1＜b1＜b2＜b3＜b4＜1.5；

52、对于所述预设生物量矩阵r0，设定r0(r01,r02,r03,r04),其中，r01为第一预设生物量，r02为第二预设生物量，r03为第三预设生物量，r04为第四预设生物量，且r01＜r02＜r03＜r04；

53、根据k与所述预设生物量矩阵r0之间的关系选定相应的厌氧菌活性修正系数以对各预设厌氧菌活性进行修正；

54、当k＜r01时，选定所述第一预设厌氧菌活性修正系数b1对所述第一预设厌氧菌活性a1进行修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1；

55、当r01≤k＜r02，选定所述第二预设厌氧菌活性修正系数b2对所述第二预设厌氧菌活性a2进行修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2；

56、当r02≤k＜r03，选定所述第三预设厌氧菌活性修正系数b3对所述第三预设厌氧菌活性a3进行修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3；

57、当r03≤k＜r04，选定所述第四预设厌氧菌活性修正系数b4对所述第四预设厌氧菌活性a4进行修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4。

58、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设厌氧消化速率矩阵w0和预设厌氧菌活性二次修正系数矩阵c，对于所述预设厌氧菌活性二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设厌氧菌活性二次修正系数，c2为第二预设厌氧菌活性二次修正系数，c3为第三预设厌氧菌活性二次修正系数，c4为第四预设厌氧菌活性二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

59、对于所述预设厌氧消化速率矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设厌氧消化速率，w02为第二预设厌氧消化速率，w03为第三预设厌氧消化速率，w04为第四预设厌氧消化速率，且w01＜w02＜w03＜w04；

60、根据n与所述预设厌氧消化速率矩阵w0之间的关系选定相应的厌氧菌活性二次修正系数以对修正后的各预设厌氧菌活性进行二次修正；

61、当n＜w01时，选定所述第一预设厌氧菌活性二次修正系数c1对修正后的所述第一预设厌氧菌活性a1进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1*c1；

62、当w01≤n＜w02，选定所述第二预设厌氧菌活性二次修正系数c2对修正后的所述第二预设厌氧菌活性a2进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2*c2；

63、当w02≤n＜w03，选定所述第三预设厌氧菌活性二次修正系数c3对修正后的所述第三预设厌氧菌活性a3进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3*c3；

64、当w03≤n＜w04，选定所述第四预设厌氧菌活性二次修正系数c4对修正后的所述第四预设厌氧菌活性a4进行二次修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4*c4。

65、在本技术的一些实施例中，还包括：

66、在预设条件下根据所述水样计算获取所述水中的溶解氧浓度v；

67、根据所述溶解氧浓度v评估所述厌氧菌的活性；

68、预先设定有预设溶解氧浓度矩阵q0和预设厌氧菌活性三次修正系数矩阵d，对于所述预设厌氧菌活性三次修正系数矩阵d，设定d(d1,d2,d3,d4)，其中d1为第一预设厌氧菌活性三次修正系数，d2为第二预设厌氧菌活性三次修正系数，d3为第三预设厌氧菌活性三次修正系数，d4为第四预设厌氧菌活性三次修正系数，且0.6＜d1＜d2＜d3＜d4＜1；对于所述预设溶解氧浓度矩阵q0，设定q0(q01,q02,q03,q04),其中，q01为第一预设溶解氧浓度，q02为第二预设溶解氧浓度，q03为第三预设溶解氧浓度，q04为第四预设溶解氧浓度，且q01＜q02＜q03＜q04；

69、根据v与所述预设溶解氧浓度矩阵q0之间的关系选定相应的厌氧菌活性三次修正系数以对二次修正后的各预设厌氧菌活性进行三次修正；

70、当v＜q01时，选定所述第四预设厌氧菌活性三次修正系数d4对二次修正后的所述第一预设厌氧菌活性a1进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a1*b1*c4*d4；

71、当q01≤v＜q02，选定所述第三预设厌氧菌活性三次修正系数d3对二次修正后的所述第二预设厌氧菌活性a2进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a2*b2*c2*d3；

72、当q02≤v＜q03，选定所述第二预设厌氧菌活性三次修正系数d2对二次修正后的所述第三预设厌氧菌活性a3进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a3*b3*c3*d2；

73、当q03≤v＜q04，选定所述第一预设厌氧菌活性三次修正系数d1对二次修正后的所述第四预设厌氧菌活性a4进行三次修正，修正后的厌氧菌活性为a4*b4*c4*d1。

74、本发明提供了一种厌氧菌快速采集分析装置及方法，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

75、本发明通过检测单元检测水样，并计算获取水的评估参数，包括产气量、生物量和厌氧消化速率，结合评估单元根据这些评估参数，预设的产气量矩阵、生物量矩阵、厌氧菌活性修正系数矩阵、厌氧消化速率矩阵和溶解氧浓度矩阵，对厌氧菌的活性进行多次动态化逐级修正，可以实现快速采集和分析厌氧菌活性，有助于及时了解污水处理效果，通过预设矩阵和修正系数，提高了评估厌氧菌活性的准确性，有利于优化污水处理工艺。