[發明專利]一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型

有效

• 申請號: 201910508384.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110208144B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 劉雪菲;王遠;大衛·韋特
• 申請（專利權）人: 江蘇新宜中澳環境技術有限公司
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01N11/12;G01N11/14;C02F3/12
• 代理公司: 無錫市天宇知識產權代理事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 周舟

1.一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，包括基于活性污泥的連續性分析和流變性分析，其特征在于，基于活性污泥的連續性分析由活性污泥中污泥顆粒沉降速度和活性污泥中污泥顆粒的粒子速度達到液體流速所需的滯后時間兩部分組成，包括如下步驟：

S1：將膜過濾區中的污泥顆粒受到的三類分力依次標定為F_D、F_H和F_G，且F_D表示為污泥顆粒的粒子速度v與液體流速u的差異所導致的拖拽力，F_H表示為高濃度固體存在時，污泥顆粒的粒子所受到的阻礙力，F_G表示為重力和浮力所引起的污泥顆粒的粒子增加的重力；

S2：先依據公式其中ρ_P表示為污泥顆粒的粒子密度、ρ表示為流體密度、d_P表示為污泥顆粒的粒子等效球直徑，再基于S1中F_D、F_H和F_G的共同作用，即在勻速流動中的單個污泥顆粒的粒子運動方程為其中v表示為污泥顆粒的粒子速度；

S3：當液體流速u為零且污泥顆粒的粒子僅做垂直運動時，污泥顆粒的粒子速度v將等價于污泥顆粒的粒子沉降速度v_s，即有而當污泥顆粒的粒子沉降速度v_s趨于穩定，則時，即有

S4：當污泥顆粒的粒子沉降速度v_s遠小于液體流速u時，則將F_H和F_G忽略不計，即有其中(u-v)表示為污泥顆粒的粒子滑移速度，即有而當污泥顆粒的粒子在遠小于1時，則用斯托克斯定律來得出阻力系數而當污泥顆粒的粒子速度v增加至趨于液體流速u，則時，滯后時間t_s表示為

而基于活性污泥的流變性分析為添加鐵鹽絮凝劑前后對摻有活性污泥所構成的混合溶液樣品的流變性分析，包括如下步驟：

A1：先將活性污泥從添加鐵鹽絮凝劑前后的MBR中的膜區處分別提取，并使用容量為1000毫升的刻度瓶來將活性污泥樣品進行收集，再將活性污泥樣品置于沉降筒中進行測量；

A2：先采用5s^-1的速度梯度來對沉降筒內的活性污泥樣品進行攪拌，再將經攪拌的活性污泥樣品進行三次測量，并取三次測量的均值作為粒子的平均粒徑，且以容積式粒徑分布的平均粒徑d來表示活性污泥粒子的平均粒徑；

A3：分別對無鐵鹽絮凝劑和加入鐵鹽絮凝劑時的活性污泥粘度進行測定操作，并將獲取到的流變數據進行分析。

2.根據權利要求1所述的一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，其特征在于，步驟A3中的測定操作為：

D1：先將鐵鹽絮凝劑存在時的活性污泥混合液懸浮物的濃度控制在10-13g/L之間，再將沉淀的活性污泥去除，同時將上清液導出并稀釋已沉淀的濃縮液，以得到混合液懸浮物的濃度在3-16g/L之間的樣品；

D2：采用Brookfield DV III超流變儀與錐式測量探針的實驗方法相結合來對D1中的活性污泥樣品粘度進行測量，當混合液懸浮物的濃度位于3-9g/L但不包括9g/L時，采用錐角為3°、半徑為24mm的錐體主軸來測出活性污泥樣品粘度，當混合液懸浮物的濃度位于9-16g/L時，采用錐角為1.5°、半徑為12mm的錐體主軸來測出活性污泥樣品粘度，再對其進行水洗操作，并將活性污泥樣品的溫度控制在24-26度、剪切速率控制在20-500s^-1，三次重復實驗取平均值以得出流變數據。

3.根據權利要求1所述的一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，其特征在于，步驟A2中的測量需控制在活性污泥樣品采集后的1小時內，且所有沉降速度的測量時長均需控制在4分鐘內。

4.根據權利要求1所述的一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，其特征在于，步驟A2中是依據Malvern和APHA標準法相結合來對活性污泥樣品進行測量操作。

5.根據權利要求1所述的一種用于研究MBR中活性污泥物性的粘滯性模型，其特征在于，步驟A3中是將流變數據導入電腦并使用Rheocalc V3.1軟件來對其進行分析操作。