[發(fā)明專利]一種測(cè)試好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211619970.0
• 申請(qǐng)日: 2022-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116067846B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯兵;楊彪;賓麗英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N15/00
• 分類號(hào): G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 王曉玲

本發(fā)明公開(kāi)一種測(cè)試好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的方法，包括以下步驟：采用激光粒度分析儀在不同轉(zhuǎn)速下剪切好氧顆粒污泥樣品，通過(guò)Dv10/50/90隨作用時(shí)間變化圖去除偏差較大的點(diǎn)；繪制在等間隔作用時(shí)間下的粒徑分布變化圖；利用軟件分析并提取峰面積等的變化率或變化量△S信息，繪制出以作用時(shí)間為橫坐標(biāo)，或△S為縱坐標(biāo)的散點(diǎn)圖，擬合曲線，通過(guò)曲線量化表征其機(jī)械強(qiáng)度。其中，峰面積變化率(或變化量)越小，說(shuō)明好氧顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度越好。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、精確的好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的量化表征及其標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試，形成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)體系，有利于不同反應(yīng)器培養(yǎng)形成的好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的比較，為進(jìn)一步提高反應(yīng)器的穩(wěn)定運(yùn)行提供有益參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種測(cè)試好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的方法。

背景技術(shù)

好氧顆粒污泥(Aerobic?Granular?Sludge，AGS)是一種在好氧條件下通過(guò)微生物自凝聚作用形成的顆粒狀活性污泥。相比傳統(tǒng)的活性污泥法，AGS技術(shù)具有高生物量積累、沉降性能好、抗污染負(fù)荷沖擊的能力、占地面積小等特點(diǎn)。

迄今為止，好氧顆粒污泥生物反應(yīng)器包括了膜生物反應(yīng)器(MBR)和序批式反應(yīng)器(SBR)等。但這些生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的成功與否與其形成致密顆粒、保持高生物量的能力有關(guān)。顆粒聚集體中緊密的細(xì)胞堆積優(yōu)化了代謝物的種間交換，從而提高整體活性。

然而，從反應(yīng)器運(yùn)行情況上看，過(guò)高/低有機(jī)負(fù)荷率(OLR)和過(guò)高的水力學(xué)條件等對(duì)顆粒造成負(fù)面影響，可能導(dǎo)致裂解和分散，生物量顯著減少，最終導(dǎo)致系統(tǒng)惡化甚至失效。從運(yùn)行時(shí)間上看，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后AGS易解體。因此，維持AGS的穩(wěn)定性是反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，而其機(jī)械性能則是表征其穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。總體而言，AGS的機(jī)械性能分為抗壓性能和抗剪切性能。現(xiàn)有的抗壓性能測(cè)試方法如中國(guó)專利CN?104062224?A所公開(kāi)的一種顆粒污泥彈性模量的測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。抗剪切性能的測(cè)試方法包括完整性系數(shù)法(采用振動(dòng)篩，通過(guò)測(cè)量上清液中固體質(zhì)量與好氧顆粒污泥總重的比值來(lái)評(píng)判)、失穩(wěn)系數(shù)法(采用超聲儀，等間隔時(shí)間收集的樣品在600nm波長(zhǎng)下進(jìn)行吸光度值測(cè)試，擬合曲線的斜率即為失穩(wěn)系數(shù))等。可見(jiàn)，現(xiàn)有測(cè)試方法具有快速測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)，但測(cè)試中需將收集的樣品及時(shí)倒回，以防止體積變化對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，因此，建立一種同時(shí)滿足簡(jiǎn)便、精確測(cè)定其機(jī)械強(qiáng)度的方法尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種測(cè)試好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的方法，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)便、精確的好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的量化表征及其標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種測(cè)試好氧顆粒污泥機(jī)械強(qiáng)度的方法，包括以下步驟：

S1.采用激光粒度分析儀在不同轉(zhuǎn)速下剪切好氧顆粒污泥樣品，通過(guò)Dv10/50/90隨作用時(shí)間變化圖去除偏差較大的點(diǎn)；

S2.繪制在等間隔作用時(shí)間t下的粒徑分布變化圖；

S3.從步驟S2中利用軟件分析并提取峰面積變化率或變化量△S的信息，繪制出以作用時(shí)間為橫坐標(biāo)，峰面積變化率或變化量△S為縱坐標(biāo)的散點(diǎn)圖，擬合曲線，通過(guò)曲線量化表征好氧顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度；峰面積變化率或變化量越小，表明顆粒在剪切過(guò)程中粒徑變化較小，則好氧顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度越好。

其中，S為粒徑分布與x軸圍成的區(qū)域面積，即峰面積；t為粒徑分布測(cè)試的作用時(shí)間。

本發(fā)明所提供的測(cè)試方法以抗剪切性能表征AGS的機(jī)械性能，是通過(guò)粒徑分布峰面積等變化率或變化量來(lái)量化表征好氧顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度，有利于對(duì)不同反應(yīng)器培養(yǎng)形成的好氧顆粒污泥進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度比較，為建立反應(yīng)器操作要素和顆粒機(jī)械強(qiáng)度的響應(yīng)機(jī)制提供依據(jù)，也為培養(yǎng)良好強(qiáng)度好氧顆粒污泥提供最優(yōu)方案具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

其中，好氧顆粒污泥不限生物反應(yīng)器培養(yǎng)形成；好氧顆粒污泥的機(jī)械強(qiáng)度也可稱為抗剪切性能、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性或機(jī)械穩(wěn)定性。