[發(fā)明專(zhuān)利]一種測(cè)定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010075379.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239274A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡湛波;鄭榆凱;李佩儀;吳凱;涂曉杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N30/02
• 分類(lèi)號(hào): G01N30/02;G01N30/86
• 代理公司: 廣州正明知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44572
• 代理人: 成姍

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)分析的技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種測(cè)定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法。本方法包括(1)樣品預(yù)處理；(2)樣品培養(yǎng)；(3)采用頂空氣相色譜對(duì)培養(yǎng)樣品進(jìn)行檢測(cè)；(4)結(jié)果計(jì)算。本發(fā)明利用頂空氣相色譜技術(shù)，通過(guò)測(cè)定頂空瓶中培養(yǎng)的好氧污泥樣品在短時(shí)間內(nèi)氧氣消耗量和二氧化碳生成量，經(jīng)計(jì)算可得到好氧活性污泥樣品的表觀產(chǎn)率系數(shù)。本方法具有良好的精密度和準(zhǔn)確度，表觀產(chǎn)率系數(shù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5.46％；與現(xiàn)有方法相比較，兩種方法的相對(duì)偏差均在9.23％以?xún)?nèi)。相較于傳統(tǒng)的方法更簡(jiǎn)單、更高效，尤其適用于環(huán)境領(lǐng)域中好氧活性污泥相關(guān)的研究與應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)分析的技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種測(cè)定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法。

背景技術(shù)

好氧活性污泥的表觀產(chǎn)率系數(shù)(The Observed yield coefficient,Y_obs)是指在一定時(shí)間內(nèi)合成的生物量(混合液懸浮固體濃度,Mixed liquid suspended solids,MLSS)與生化需氧量(Biochemical Oxygen Demand,BOD)消耗量的比值。

表觀產(chǎn)率系數(shù)是污水處理系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中的關(guān)鍵參數(shù)之一，不僅可以計(jì)算好氧污泥生產(chǎn)量和需氧量，還可以計(jì)算動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如污水處理系統(tǒng)中的最大比生長(zhǎng)速率(μ_m)和底物半飽和系數(shù)(K_S)。因此，一種有效測(cè)定表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法對(duì)好氧活性污泥污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行和管理具有重要意義。

目前，好氧活性污泥的表觀產(chǎn)率系數(shù)確定主要是通過(guò)在培養(yǎng)期內(nèi)(通常為0.5～2h)測(cè)定好氧活性污泥MLSS的增加量和BOD的減少量實(shí)現(xiàn)的。MLSS的測(cè)定通常采用重量法，需要將樣品通過(guò)0.45μm濾紙過(guò)濾，將濾紙及其濾紙上收集的物質(zhì)置于105℃的烘箱中6～8小時(shí)，以完全除去水分，干燥前后濾紙的重量差即為MLSS，為了確定MLSS的顯著變化，要求每個(gè)稱(chēng)重樣品的檢測(cè)限大于25mg。生化需氧量(BOD)的消耗量一般通過(guò)碘量滴定法、溶氧儀測(cè)量。為了確定BOD的顯著變化，樣品培養(yǎng)需要5天。簡(jiǎn)而言之，通過(guò)測(cè)定MLSS和BOD來(lái)確定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的傳統(tǒng)方法檢測(cè)限差，測(cè)定和培養(yǎng)的時(shí)間很長(zhǎng)，且操作過(guò)程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供一種測(cè)定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種測(cè)定好氧活性污泥表觀產(chǎn)率系數(shù)的方法，包括以下步驟：

步驟(1)樣品預(yù)處理：用生理鹽水沖洗好氧活性污泥樣品后，在加入生理鹽水曝氣；同時(shí)，將污水過(guò)濾并曝氣；

步驟(2)樣品培養(yǎng)：將沖洗過(guò)的污泥和曝氣廢水放入頂空瓶中，放置在恒溫?fù)u床中培養(yǎng)；

步驟(3)樣品測(cè)定：在不同培養(yǎng)時(shí)間后，分別從培養(yǎng)箱中取出頂空瓶，并向每個(gè)頂空瓶中注入0.5～2mL鹽酸，以結(jié)束樣品中微生物的代謝活動(dòng)；然后，將頂空瓶放到頂空進(jìn)樣器中測(cè)量氧氣和二氧化碳的信號(hào)值；

步驟(4)結(jié)果計(jì)算：將步驟(3)中所得峰面積代入如下公式，得到好氧活性污泥的產(chǎn)率系數(shù)Y_obs：

式中：K為培養(yǎng)過(guò)程中頂空瓶?jī)?nèi)二氧化碳峰面積的變化量與微生物增長(zhǎng)量的比例常數(shù)；k為培養(yǎng)過(guò)程中頂空瓶?jī)?nèi)氧氣峰面積的變化量與微生物耗氧量的比例常數(shù)；ΔA_c為培養(yǎng)過(guò)程中二氧化碳的峰面積的變化量；ΔA_O為培養(yǎng)過(guò)程中氧氣的峰面積的變化量。

優(yōu)選地，步驟(1)中好氧活性污泥樣品沖洗3至5次，使用0.45μm濾紙過(guò)濾污水，曝氣時(shí)間為0.5～2.0h，以確保溶解氧濃度為6.0～8.0mg/L。

優(yōu)選地，步驟(2)中所述混合樣品體積為5～20mL；步驟(2)中所述頂空瓶體積為21.6mL。