一种借助OUR的间歇监测判定原水耗氧物质的方法与流程

本发明涉及污水处理，具体为一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法。

背景技术：

1、耗氧速率(our)是指单位时间内单位体积混合液中的微生物所消耗的氧气的量。耗氧速率与mlvss浓度的比值称为比耗氧速率(sour)，是表征活性污泥处理过程和可生化物质降解过程的一个关键性变量，也是反映基质变化的间接指标。

2、在日常运行中，污泥our值的大小及其变化趋势可指示处理系统基质浓度的变化情况。活性污泥的our根据污泥混合液中存在基质的不同，有着不同的耗氧速率。在活性污泥混合液中残留有较多有机物时，由于异养菌在微生物群体中占有显著的数量优势，our往往较高，此时以异养菌的碳化为主，our曲线可认为处于碳化反应阶段；当混合液残留有机物较少而残留有一定氨氮时，由于异养菌不易获取有机物，our以自养菌的硝化反应为主，此时our变化可认为处于硝化反应阶段；有机物、氨氮等耗氧物质均反应完全时，活性污泥临近内源呼吸阶段，此时的耗氧速率可以称为真正意义上的呼吸速率，指示污泥中有效微生物的代谢活性。三个阶段均有一定的代表意义，碳化反应及持续时间可有效指示bod的含量，硝化反应及持续时间可指示氨氮的含量，内源呼吸阶段可指示活性污泥系统中微生物的含量；同时硝化反应阶段和内源呼吸阶段均可在一定程度上反应低温或毒性抑制引起的微生物代谢异常。

3、活性污泥our值高于正常值时，残存耗氧物质高，我们可认为活性污泥负荷较高；若长期低于正常值时，我们可以推断活性污泥中残存耗氧物质少，活性污泥负荷低；处理系统在遭受毒物冲击导致污泥中毒时，污泥our的突然下降常是最为灵敏的早期警报。此外，还可通过测定污泥在不同工业废水中的our值的高低，来判断该废水的可生化性及污泥承受废水毒性的极限程度。

4、综上所述，our的实时测量可明确指示处理废水中活性状态、耗氧物质残留状态，可以为生产运营提供更为可靠的状态指示。

5、our的测量，按照所测量的氧的形态可以分为两大类：一种是在液相中测量溶解氧的浓度，称为液相法；一种是在气相中测量气态氧的体积或浓度，称为气相法。目前常用的是液相测量法，该方法根据液体的流动状态又可分为两种：一种是间歇测量法，即被测液体是相对固定的；另一种是连续测量法，即被测液体是流动，不断更新的。

6、现有技术存在的明显短板是无法较为准确的评估进水耗氧物质(主要为bod与氨氮)的量，从而无法为曝气量提供精准的前馈，也无法评估污水中是否含有抑制活性的物质。

7、为此我们提出一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，具备准确的评估进水耗氧物质量的优点。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

5、一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，包括如下步骤：

6、步骤一：采用人工取样方式取样活性污泥样品，并进行淘洗，随后投入曝气池作为活性污泥反应单元；

7、步骤二：对曝气池曝气至溶解氧饱和；

8、步骤三：通过蠕动泵间歇取污水样进入曝气池；

9、步骤四：实时记录溶解氧状态，并通过算法计算多段线性回归方程，最终计算出不同阶段的our结果和sour结果，并绘制our、sour的变化曲线

10、步骤五：曝气池沉淀排水；

11、步骤六：重复第三-六步。

12、优选的，所述步骤三中的间歇取污水样的单次取样时间控制在30s内。

13、优选的，所述步骤四中溶解氧的记录设定为每分钟或每5分钟采集一次数据，最终数据导出到excel中进行数据统计。

14、优选的，所述步骤四中计算出不同阶段的our结果和sour结果分别通过内源呼吸速率手工实验、硝化反应耗氧速率手工试验、生活污水耗氧速率手工试验、bod为检测目标的our检测实验来完成。

15、优选的，所述bod为检测目标的our检测的方法为：假定异养菌的有机底物的耗氧速率为非线性曲线，绘制模型曲线：

16、假设系统最终记录了n个数据，o1(t1)、o2(t2)……on-1(tn-1)、on(tn)，算法分为三步执行：

17、s1、一元线性回归统计的计算公式可以如下表示：

18、设线性回归方程为：

19、o＝at+b

20、取t的平均值：

21、

22、取o的平均值：

23、

24、有

25、可求得一元线性回归的方程，然后r2评价线性回归函数的拟合度：

26、

27、由于统计数据可以大致分为三个未知区间，所以需要找到模型曲线中的tx和ty两个拐点；

28、算法如下：

29、设曲线斜率如模型曲线模拟图，tx即为第一区间拐点，那么统计ox-1到on数据产生的线性方程，一般有如下关系：

30、即当tx-1<tx时，ox-1-(atx-1+b)>0，

31、且有[ox-1-(atx-1+b)]-[ox-(atx+b)]>0；

32、通过以上两个关系式，用程序分别计算ok到on的线性回归方程(k∈(2，n-1))，每轮剔除满足上述两者关系式的初始值，直到发现不满足上述两者关系的k出现，那么第一个k即为tx；

33、同理，通过进一步的遍历计算，可以发现第二个k，即为ty；

34、s2、统计tx到ty的线性回归曲线，计算氨氧化our和sour；统计ty到tn的线性回归曲线，计算内源呼吸our和sour；

35、s3、bod耗氧量可以以o(t1)-o(tx)计算，并根据采样水量折算水样bod；氨氮耗氧量以o(tx)-o(ty)计算，并根据采样水样折算水样中氨氮浓度。

36、(三)有益效果

37、与现有技术相比，本发明提供了一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，具备以下有益效果：

38、该借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，以稳定的活性污泥为反应载体，通过间歇取原水样、活性污泥预曝气、耗氧速率记录及线性回归分析，分析原水基质的构成，同时可以实现在环境温度或有毒物质影响时，及早预警，实现进水在线端的准确前馈。

技术特征：

1.一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，其特征在于：所述步骤三中的间歇取污水样的单次取样时间控制在30s内。

3.根据权利要求1所述的一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，其特征在于：所述步骤四中溶解氧的记录设定为每分钟或每5分钟采集一次数据，最终数据导出到excel中进行数据统计。

4.根据权利要求1所述的一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，其特征在于：所述步骤四中计算出不同阶段的our结果和sour结果分别通过内源呼吸速率手工实验、硝化反应耗氧速率手工试验、生活污水耗氧速率手工试验、bod为检测目标的our检测实验来完成。

5.根据权利要求4所述的一种借助our的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，其特征在于：所述bod为检测目标的our检测的方法为：假定异养菌的有机底物的耗氧速率为非线性曲线，绘制模型曲线：

技术总结
本发明涉及污水处理技术领域，且公开了一种借助OUR的间歇监测判定原水耗氧物质的方法，包括如下步骤：步骤一：采用人工取样方式取样活性污泥样品，并进行淘洗，随后投入曝气池作为活性污泥反应单元；步骤二：对曝气池曝气至溶解氧饱和；步骤三：通过蠕动泵间歇取污水样进入曝气池；步骤四：实时记录溶解氧状态，并通过算法计算多段线性回归方程，最终计算出不同阶段的OUR结果和SOUR结果，并绘制OUR、SOUR的变化曲线。该方法以稳定的活性污泥为反应载体，通过间歇取原水样、活性污泥预曝气、耗氧速率记录及线性回归分析，分析原水基质的构成，同时可以实现在环境温度或有毒物质影响时，及早预警，实现进水在线端的准确前馈。

技术研发人员：胡旭炎,季俊超,陈永锋,陈凯,王之阳,朱锦涛
受保护的技术使用者：义乌市水处理有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15