[發明專利]厭氧氨氧化顆粒污泥脹縮測定裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610115342.7
• 申請日: 2016-03-01
• 公開（公告）號: CN105738575B
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 鄭平;康達;胡倩怡;李旖瑜;葉貞;許少怡;張萌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N15/00;C02F3/28;C02F3/34
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明屬于實驗設備領域，具體涉及一種厭氧氨氧化顆粒污泥脹縮測定裝置及其方法。

背景技術

厭氧氨氧化是以氨為電子供體、亞硝酸為電子受體形成氮氣的生物反應，可同時去除氨和亞硝酸兩種污染物，在廢水生物脫氮中具有誘人的應用前景。厭氧氨氧化顆粒污泥是厭氧氨氧化污泥床反應器高效運行的必要基礎，研究和監測厭氧氨氧化顆粒污泥的活性和沉降性，有助于實時了解厭氧氨氧化顆粒污泥的工作狀態，增強厭氧氨氧化污泥床反應器的過程控制和性能優化。

厭氧氨氧化顆粒污泥由厭氧氨氧化菌、胞外多聚物(EPS)和孔隙組成，基質(氨和亞硝酸)以溶解態隨水進入顆粒污泥內部，然后由厭氧氨氧化菌轉化成氮氣。氮氣在水中的溶解度較低，顆粒污泥內易析出形成氣泡；由于顆粒污泥內的孔隙大小處于毛細管尺度，氣泡(氮氣)由于表面張力易被“堵”在孔隙內而產生內壓，致使顆粒污泥體積膨脹。當內壓積累至超過表面張力時，驅動氣泡向顆粒污泥表面運動，當氣泡遷移到表面并釋放時，顆粒污泥內壓驟降，體積收縮產生負壓，此時又從顆粒污泥表面吸入水以及溶于其中的基質，開始下一輪脹縮運動。由于厭氧氨氧化顆粒污泥的脹縮運動由其內部微生物代謝引起，并通過顆粒污泥體積變化影響顆粒污泥的沉降性。因此，可將顆粒污泥體積變化周期可用于指示顆粒污泥的活性，變化幅度可用于指示顆粒污泥沉降性。但目前尚沒有一種有效地實驗設備能對厭氧氨氧化顆粒污泥的脹縮情況進行有效地測定，不利于厭氧氨氧化顆粒污泥的研究工作開展。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，并提供一種厭氧氨氧化顆粒污泥脹縮測定裝置，通過觀測顆粒污泥體積脹縮，指示顆粒污泥的活性與沉降性。

為了實現上述目的，本發明采用的具體技術方案如下：

一種厭氧氨氧化顆粒污泥脹縮測定裝置，裝置整體分為主體圓筒、氣壓平衡器和氣體抽吸器三部分，具體包括氣體收集區、反應區、液體層、顆粒污泥層、大螺紋封蓋、第一U形管接頭、針管接頭、U形管、第二U形管接頭、裝液瓶、水室、頂空室、小螺紋封蓋、排氣管、排氣閥、抽吸接頭、抽吸圓筒、抽吸活塞；

主體圓筒頂部設有大螺紋封蓋，內部從上到下依次為氣體收集區和反應區；反應區上部為液體層，下部為顆粒污泥層；氣體收集區為一頂空，用于收集反應區產生的氣體以及傳遞氣體抽吸器產生的負壓；主體圓筒側壁標有刻度，可指示液體層和顆粒污泥層界面位置的變化；大螺紋封蓋上設有U形管接頭和針管接頭，U形管接頭通過U形管與氣壓平衡器聯通，針管接頭通過抽吸接頭與氣體抽吸器聯通；

氣壓平衡器由小螺紋封蓋和裝液瓶組成，裝液瓶內部從上到下分為頂空室和水室；小螺紋封蓋上設有U形管接頭和排氣管，U形管接頭通過U形管與主體圓筒聯通，排氣管上部與大氣連通并且設有排氣閥；

氣體抽吸器設有抽吸接頭、抽吸圓筒和抽吸活塞；抽吸接頭為砂磨接頭，下部與針管接頭密封聯結；抽吸圓筒側壁標有刻度，用于指示體積變化；抽吸活塞置于抽吸圓筒內，與側壁密封但可抽動。

作為優選，所述的主體圓筒內反應區和氣體收集區體積之比為4：1；反應區內液體層與顆粒污泥層體積之比為1：2。

作為優選，所述的氣壓平衡器內裝液瓶和主體圓筒內反應區體積之比為1：9；裝液瓶內頂空室和水室體積之比為1：4；U形管接頭伸入水室水面以下20～30mm，用于隔離空氣。

作為優選，所述的氣體抽吸器內抽吸圓筒和主體圓筒內氣體收集區體積之比為2：1。

本發明的另一目的在于提供一種使用所述裝置的厭氧氨氧化顆粒污泥脹縮測定方法，步驟如下：