[發(fā)明專利]基于序批式生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)及監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310340605.0
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN103592334A
• 公開（公告）日: 2014-02-19
• 發(fā)明（設計）人: 陳亞松;呂席卷;楊廣文
• 申請（專利權）人: 陳亞松
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種基于序批式生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)及監(jiān)測方法，屬于生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)及監(jiān)測方法技術領域。

背景技術

活性污泥法是城市污水處理領域中的主要工藝。大多數(shù)城市污水由生活污水和工業(yè)污水混合組成，其中工業(yè)污水成分復雜，其中往往含有有毒有機物、重金屬等對活性污泥微生物的毒害物質(zhì)，造成生物處理過程不穩(wěn)定甚至是處理系統(tǒng)的癱瘓。近年來，工業(yè)污水對城市污水廠造成嚴重沖擊的報道屢見不鮮，如昆山北區(qū)污水廠在節(jié)假日期間，進水銅離子多次造成系統(tǒng)的長時間的癱瘓；惠州市仲愷高新區(qū)污水處理廠、浙江富陽市新登污水處理廠、東莞清溪長山頭污水處理廠、陜西省咸陽市東郊污水處理廠等均受到重金屬、pH、氰化物等有毒物質(zhì)的間歇式?jīng)_擊，均不同程度地造成了系統(tǒng)的癱瘓，直接影響出水不達標、大幅增加運行和補救成本。因此，污水中毒性物質(zhì)的在線監(jiān)測和預警的開發(fā)有著重要的意義，可以第一時間反饋并采取應急措施，避免瞬時的毒性污水對污水處理廠的沖擊和影響，保證污水處理廠的穩(wěn)定運行。

目前，城市污水廠進水在線監(jiān)測主要包括一些常規(guī)水質(zhì)指標，用于判斷污水的水質(zhì)特征，如水溫、pH值、電導率、COD、BOD、氨氮、總磷、總氮、懸浮物等。盡管如此，由于污水成分的復雜性、毒性物質(zhì)的隱蔽性，這些表觀指標并不能直接反映出污水的毒性和異常。為此，國內(nèi)外以指示生物、特種細菌、電流等間接指標開展了生物毒性預警研究，如Schahe等利用在線生物監(jiān)測預警系統(tǒng)，分析了魚類作為水質(zhì)實時監(jiān)測指示生物所涉及的參數(shù)等數(shù)據(jù)；Yoshi等研究了基于細胞膜生物傳感器的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，并用于工業(yè)污水處理過程中的實時監(jiān)測；Chang等基于電流分析法研制出了微生物燃料電池傳感器，通過電池轉移電荷反映污染物負荷；Kurn等對多種藻類開展重金屬毒性試驗，并獲得了不同藻類對污水毒性的值域。馬梅等利用新型淡水發(fā)光菌(Q67)測定了重金屬離子，研究結果表明Q67淡水發(fā)光菌作為水生生物毒性檢驗具有快速簡便靈敏度高的特點。

從以上國內(nèi)外研究進展來看，基于傳感電流、微生物燃料電池為基礎原理的毒性預警方法，其方法仍處于理論探索階段，理論上與實際應用仍存在著較大差距。而基于生物預警的方法，大多利用發(fā)光細菌、藻類、魚類、微型動物等的反饋來判斷毒性，其中以發(fā)光細菌的研究和應用較為廣泛，但發(fā)光細菌無法實現(xiàn)在線培養(yǎng)和在線監(jiān)測，而且這類監(jiān)測方法都是利用活性污泥外源的指示生物，沒有考慮到活性污泥自身的馴化和適應能力，其測試結果不能真實反映活性污泥中微生物的受抑制情況。

耗氧速率(OUR)是好氧型活性污泥微生物利用有機物時的氧消耗速率，是表征活性污泥微生物活性的理論指標，活性污泥OUR的變化情況一定程度反應了微生物的毒性和抑制性程度。基于活性污泥OUR原理，通過活性污泥與毒性物質(zhì)反應、其OUR值發(fā)生變化的原理，成為生物毒性監(jiān)測預警的方法之一。目前，基于此原理開發(fā)的生物預警監(jiān)測方法和裝置較少，其采取的工藝方法都是采用連續(xù)流的工藝(如CN102495103A)，一般都是通過多個電極監(jiān)測溶解氧指標。但這種連續(xù)流態(tài)的監(jiān)控預警方法，難以考慮活性污泥與毒性物質(zhì)接觸中毒的時間，由于采取連續(xù)流態(tài)必須使用多個不同的電極測定不同時間的溶解氧值，而多個不同電極監(jiān)測的溶解氧存在儀器系統(tǒng)誤差，當監(jiān)測不同時間溶解氧指標越多時，其系統(tǒng)誤差越大，而當不同時間溶解氧指標越少時，很難真實反映OUR值。因此，基于OUR原理的連續(xù)流工藝方法，其生物毒性監(jiān)測和預警的準確性、穩(wěn)定性有待提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是基于活性污泥耗氧速率(OUR)原理，克服連續(xù)流監(jiān)測預警方法存在的問題，進而提供一種基于序批式生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)及監(jiān)測方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

基于序批式生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)，包括：污水系統(tǒng)、保安過濾器、活性污泥系統(tǒng)、污水注入泵、污泥注入泵、序批式反應器、攪拌裝置、曝氣器、曝氣機、溶解氧電極和PLC系統(tǒng)，所述污水系統(tǒng)的出口和保安過濾器的入口相連通，保安過濾器的出口和污水注入泵的入口相連通，污水注入泵的出口和序批式反應器內(nèi)相連通，所述活性污泥系統(tǒng)的出口和污泥注入泵的入口相連通，污泥注入泵的出口和序批式反應器內(nèi)相連通，溶解氧電極的下端設置在序批式反應器內(nèi)的上部，溶解氧電極的數(shù)據(jù)輸出端與PLC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，所述攪拌裝置設置在序批式反應器內(nèi)的底部，曝氣器設置在序批式反應器內(nèi)下部的一側，曝氣器和序批式反應器外部的曝氣機的氣體輸出端相連通。

所述序批式反應器為三個，所述三個序批式反應器并聯(lián)連接。

基于序批式生物毒性監(jiān)測預警系統(tǒng)的監(jiān)測方法，步驟如下：