[發(fā)明專利]一種原位測定廢水處理生物膜內(nèi)部空間結構的裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410076952.1
• 申請日: 2014-03-04
• 公開（公告）號: CN103808284A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設計）人: 陳猷鵬;寧運芳;郭勁松;曾妮;方芳;楊吉祥;申渝;晏鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院重慶綠色智能技術研究院
• 主分類號: G01B13/16
• 分類號: G01B13/16
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權代理有限公司 50212
• 代理人: 伍倫辰

1.一種原位測定廢水處理生物膜內(nèi)部空間結構的裝置，其特征在于，包括待測定的生物膜反應器、廢水處理生物膜測試槽和溶解氧微電極系統(tǒng)，所述生物膜反應器中部連通設置有一出水管道，出水管道上設置有蠕動泵，蠕動泵出水端通過水管和廢水處理生物膜測試槽連通，所述廢水處理生物膜測試槽為上端具有封蓋的整體呈封閉狀態(tài)的容置體，廢水處理生物膜測試槽上設置有出水口并通過回流管道和所述生物膜反應器上部連通形成管路循環(huán)，所述廢水處理生物膜測試槽出水口的回流管道上設置有控制閥，所述廢水處理生物膜測試槽底部設置有用于固定廢水處理生物膜的尼龍網(wǎng)；所述尼龍網(wǎng)位置正對的廢水處理生物膜測試槽頂部封蓋上設置有開孔，所述溶解氧微電極系統(tǒng)包括設置在廢水處理生物膜測試槽頂部封蓋開孔位置的三維微電極推進器，以及安裝在三維微電極推進器上且位于開孔內(nèi)部正對尼龍網(wǎng)設置的溶解氧微電極，所述三維微電極推進器依次連接有一臺電化學工作站和一臺電腦。

2.一種原位測定廢水處理生物膜內(nèi)部空間結構的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：采用待檢測的生物膜反應器并得到如權利要求1所述結構的裝置；

S2：開啟蠕動泵，使所述生物膜反應器中的廢水流入所述廢水處理生物膜測試槽，通過調(diào)整控制閥使得廢水充滿所述廢水處理生物膜測試槽后再通過回流管道回流到生物膜反應器中，調(diào)節(jié)控制閥流量和蠕動泵轉速，使所述廢水處理生物膜測試槽中廢水液面僅僅通過開孔與空氣接觸，并使該液面保持穩(wěn)定；

S3：使用溶氧儀測試所述生物膜反應器廢水和所述廢水處理生物膜測試槽中廢水溶氧濃度，直到兩者一致時，選取所述生物膜反應器中生物膜，將其放置于所述廢水處理生物膜測試槽底部，并用尼龍網(wǎng)將生物膜固定住，使其不能移動；

S4：連接好溶解氧微電極系統(tǒng)，靠所述三維微電極推進器固定和控制所述溶解氧微電極，使所述溶解氧微電極通過開孔進入廢水處理生物膜測試槽內(nèi)部，并使溶解氧微電極的尖端緩慢接近被固定的生物膜，當溶解氧微電極的尖端到達生物膜表面時，記錄此處溶解氧濃度，此后，溶解氧微電極每次垂直于生物膜方向步進20μm，并記錄生物膜內(nèi)部不同深度處溶解氧濃度，以此類推，測試出廢水處理生物膜內(nèi)部溶解氧濃度分布；

S5：通過廢水處理生物膜內(nèi)部溶解氧濃度分布，再根據(jù)物質在生物膜內(nèi)部的擴散-反應機制解析得出生物膜內(nèi)部空間結構。

3.如權利要求2所述的原位測定廢水處理生物膜內(nèi)部空間結構的方法，其特征在于，采用的裝置中，所述廢水處理生物膜測試槽頂部端蓋的開孔直徑為8mm。

4.如權利要求2所述的原位測定廢水處理生物膜內(nèi)部空間結構的方法，其特征在于，采用的裝置中，所述溶解氧微電極空間分辨率為10μm、響應時間小于0.5s和檢測下限為0.3μmol/L，所述三維微電極推進器其精度為10μm。