專利名稱：一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速檢測(cè)污水處理中水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法及裝置，屬于污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
污泥是污水生物處理工藝的必然產(chǎn)物。目前，污泥處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用巨大，占整個(gè)污水廠投資及運(yùn)行費(fèi)用的25% 65%，已成為污水廠所面臨的沉重負(fù)擔(dān)，同時(shí)剩余的污泥中通常含有一些寄生蟲卵、病源微生物、重金屬及未穩(wěn)定化的有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，如果不經(jīng)適當(dāng)?shù)靥幚矶苯舆M(jìn)入環(huán)境，會(huì)帶來二次污染，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅，因此必須對(duì)剩余污泥進(jìn)行妥善處理處置。解決剩余污泥的首要原則是污泥減量化，它主要包含兩個(gè)方面:污泥減容和污泥減質(zhì)。傳統(tǒng)的污泥減量化方式是污泥減容，但這種方式無法從根本上減少污泥的干物質(zhì)量，處理后的污泥仍然需要進(jìn)行衛(wèi)生填埋、焚燒等后續(xù)處理。因此，近年來，從污泥產(chǎn)生源頭上減少污泥產(chǎn)量的污泥減質(zhì)越來越多受到關(guān)注，利用水蚯蚓進(jìn)行污泥減量化，就是從源頭上減少污泥產(chǎn)量，利用水蚯蚓進(jìn)行污泥減量相比傳統(tǒng)的污泥減量方式，具有低成本、無污染、易實(shí)施等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，成為近年來研究的熱點(diǎn)，但同時(shí)水蚯蚓對(duì)污泥的吞食作用會(huì)對(duì)污水處理水質(zhì)產(chǎn)生一定影響。有研究表明，有水蚯蚓存在的濾池出水的氨氮、總氮量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他沒有水蚯蚓的濾池，在好氧生物膜系統(tǒng)中，這種情況更加普遍。由于水蚯蚓對(duì)污泥的吞食作用，除了氨氮、總氮增加，出水中COD和TP濃度也都有所增加，這對(duì)污水處理廠的水處理效果及出水水質(zhì)產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。而且由于在污水處理廠的曝氣生物濾池中存在大量的微生物和原后生動(dòng)物，形成一個(gè)小型生態(tài)系統(tǒng)，水蚯蚓處在該食物鏈頂端，極易大規(guī)模爆發(fā)，影響出水水質(zhì)，因此檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污水處理中污泥活性的影響很有必要。國(guó)內(nèi)外對(duì)水蚯蚓的研究主要集中在給水處理領(lǐng)域，同時(shí)由于污水處理領(lǐng)域中水蚯蟲引種類較多，分為自發(fā)形成的紅斑顥體蟲(Aeolosmahemprichii)和仙女蟲屬(Nais sp.)等游離型螺蟲以及顫蝴科(Tubificidae)和帶絲蝴屬(Lumbriculus sp.)等附著型螺蟲，種類較多，對(duì)不同條件(溫度、pH、D0)下不同污泥(厭氧、好氧、兼性厭氧污泥等)活性的檢測(cè)比較復(fù)雜，國(guó)內(nèi)還沒有系統(tǒng)的檢測(cè)方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)污水處理領(lǐng)域?qū)λ球緦?duì)污泥活性影響檢測(cè)的不足，提供一種簡(jiǎn)單易行的快速檢測(cè)在不同環(huán)境因素(溫度、pH、D0)下水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法，同時(shí)提供一套受外界環(huán)境影響小、安裝使用方便的快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的裝置。一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的裝置，其特征是:包括pH計(jì)、空氣泵、氮?dú)馄俊⒎磻?yīng)瓶、恒溫水浴鍋、濾網(wǎng)、液上管、液下管、曝氣盤、橡膠管、閥們以及玻璃管；反應(yīng)瓶放在恒溫水浴鍋中，瓶塞上插有液上管、液下管、pH計(jì)探頭，濾網(wǎng)固定在反應(yīng)瓶中，曝氣盤安裝在反應(yīng)瓶底部，反應(yīng)瓶底部與一個(gè)帶閥門的玻璃管連接，閥門在反應(yīng)瓶 外部，玻璃管一端通過橡膠管與曝氣盤連接，另一端通過橡膠管與空氣泵或氮?dú)馄窟B接。
應(yīng)用所述裝置實(shí)現(xiàn)的一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法，其特征是:
啟動(dòng)恒溫水浴鍋使之達(dá)到測(cè)定要求溫度，取待測(cè)污泥置于反應(yīng)瓶中，按照需要檢 測(cè)污泥中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤連接，通 過與空氣泵連接的流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮?dú)獯得搫?chuàng)造無氧環(huán)境，氣體從液上管排 出，測(cè)定不同含氧量下水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響；通過PH計(jì)觀察反應(yīng)體系中pH值的變化， 從液上管加入NaOH或HCL溶液控制pH ;系統(tǒng)運(yùn)行過程中每隔一段時(shí)間從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn) 行測(cè)試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮?dú)馄?，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉玻璃管的閥門，等反 應(yīng)瓶中的污泥沉降后，向液上管通空氣或氮?dú)?，由于壓力的作用，上清液將從液下管排出?取樣完畢后，再將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫；通過測(cè)定多個(gè)時(shí)刻 反應(yīng)系統(tǒng)上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大 斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率 vm ;通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響，同時(shí)測(cè)定水樣中氨氮、硝態(tài) 氮、亞硝態(tài)氮、磷的量，確定水蚯蚓的存在對(duì)污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
啟動(dòng)恒溫水浴鍋5使之達(dá)到要求溫度，取待測(cè)污泥置于反應(yīng)瓶4中，按需檢測(cè)污泥 中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)6上，注意應(yīng)先加污泥后加水蚯蚓，防止水蚯蚓 因污泥沖刷掉下濾網(wǎng)。將空氣泵2與曝氣盤9連接，開始曝氣，并通過與空氣泵連接的流量 計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量大??；如果是測(cè)定無氧環(huán)境下水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響，就將氮?dú)馄?與曝 氣盤連接，用氮?dú)獯得撨M(jìn)行吹脫，氣體從液上管7排出，反應(yīng)瓶處于無氧狀態(tài)。通過pH計(jì)I 觀察反應(yīng)體系中PH值的變化，并從液上管加入NaOH或HCL溶液控制pH。
系統(tǒng)運(yùn)行過程中每小時(shí)從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測(cè)試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮 氣瓶，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉反應(yīng)瓶底部玻璃管上的閥門11，等反應(yīng)瓶中的污泥沉降后， 向液上管7通空氣或氮?dú)?，由于壓力的作用，上清液將從液下?排出，取樣完畢后，再將空 氣泵或氮?dú)夤夼c曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫。
測(cè)定多個(gè)時(shí)刻體系上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度 變化曲線求出最大斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì) 的最大比反應(yīng)速率vm。通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響，同時(shí)測(cè)定 水樣中氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P的量，確定水蚯蚓的存在對(duì)污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
該測(cè)量裝置具有以下優(yōu)點(diǎn):
(I)檢測(cè)廣泛性。本裝置可以通過改變恒穩(wěn)水浴鍋溫度控制反應(yīng)溫度，通過液上管 添加NaOH或HCL調(diào)節(jié)PH，通過曝氣盤通空氣或氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)對(duì)有氧和無氧環(huán)境水蚯蚓對(duì)污泥活 性影響的檢測(cè)。檢測(cè)裝置通過加入各種污泥和水蚯蚓，可以實(shí)現(xiàn)各種水蚯蚓對(duì)各種污泥活 性的檢測(cè)，具有廣泛的適應(yīng)性。
(2)準(zhǔn)確性。本裝置設(shè)有濾網(wǎng)，研究顯示，附著在載體上生長(zhǎng)的水蚯蚓活性更好， 水蚯蚓上端掛在濾網(wǎng)上，尾部伸出濾網(wǎng)在水中有節(jié)奏地?cái)[動(dòng)，進(jìn)行平靜的呼吸，通過設(shè)置濾 網(wǎng)，不但保證水蚯蚓的活性，而且死亡的水蚯蚓會(huì)從濾網(wǎng)上掉落，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)清理、補(bǔ)充， 保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。
(3)取樣簡(jiǎn)單。通過從液上管通入空氣或氮?dú)?，就可以從液下管取出水樣，取樣方便，同時(shí)這種取樣方式受環(huán)境因素影響小，不會(huì)改變反應(yīng)瓶有氧/無氧環(huán)境，對(duì)水蚯蚓生長(zhǎng)影響小。(4)測(cè)定速度快，本發(fā)明提供的水蚯蚓對(duì)活性污泥影響的測(cè)定方法，通過對(duì)水蚯蚓存在條件下污泥反應(yīng)速率的檢測(cè)，每隔一段時(shí)間取樣一次，對(duì)污泥和水蚯蚓即取即測(cè)，能起到快速測(cè)定的目的。(5)測(cè)定裝置占地小，操作簡(jiǎn)單。整套裝置可以整合在一個(gè)箱體中，占地小，移動(dòng)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，操作人員不需要特殊培訓(xùn)。(6)造價(jià)低，整套裝置沒有高造價(jià)的材料與設(shè)備，便于實(shí)際制造應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響裝置的示意圖。圖中，1、pH計(jì)，2、空氣泵，3、氮?dú)馄浚?、反應(yīng)瓶，5、恒溫水浴鍋，6、濾網(wǎng)，7、液上管，
8、液下管，9曝氣盤圖2是圖1反應(yīng)瓶底部圓圈部分的放大圖。圖中，4、反應(yīng)瓶，9、曝氣盤，IO、橡膠管，11、閥門，12玻璃管
具體實(shí)施例方式一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的裝置，包括pH計(jì)1、空氣泵2、氮?dú)馄?、反應(yīng)瓶4、恒溫水浴鍋5、濾網(wǎng)6、液上管7、液下管8、曝氣盤9、橡膠管10、閥們11以及玻璃管12。裝置的啟動(dòng):1)首先啟動(dòng)恒溫水浴鍋5，通過恒溫水浴鍋調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)溫度，達(dá)到檢測(cè)不同溫度下水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的目的；2)取出一定量的待測(cè)污泥放入反應(yīng)瓶4中，之后將一定量的水蚯蚓置于濾網(wǎng)6上；3)將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤9連接，通過調(diào)節(jié)空氣泵連接的流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮?dú)獯得搫?chuàng)造無氧環(huán)境，測(cè)定不同含氧量下水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響。4)測(cè)定過程中，通過pH計(jì)I觀察反應(yīng)體系中pH值的變化，從液上管7加入NaOH或HCL溶液控制pH，測(cè)定不用PH下水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響。每檢測(cè)一種環(huán)境因素對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)影響的同時(shí)，另外兩種環(huán)境因素保持不變。取樣:系統(tǒng)運(yùn)行過程中每小時(shí)從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測(cè)試，取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮?dú)馄?，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉反應(yīng)瓶底部玻璃管上的閥門11，等反應(yīng)瓶中的污泥沉降后，向液上管7通空氣或氮?dú)猓捎趬毫Φ淖饔?，上清液將從液下?排出，取樣完畢后，再將空氣泵或氮?dú)夤夼c曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫。數(shù)據(jù)處理:測(cè)定多個(gè)時(shí)刻反應(yīng)瓶上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大斜率，即基質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率vm。通過確定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響，同時(shí)測(cè)定所取水樣中的氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P的量，確定水蚯蚓的存在對(duì)污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
權(quán)利要求
1.一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的裝置，其特征是:包括PH計(jì)、空氣泵、氮?dú)馄?、反?yīng)瓶、恒溫水浴鍋、濾網(wǎng)、液上管、液下管、曝氣盤、橡膠 管、閥們以及玻璃管；反應(yīng)瓶放在恒溫水浴鍋中，瓶塞上插有液上管、液下管、PH計(jì)探頭，濾網(wǎng)固定在反應(yīng)瓶 中，曝氣盤安裝在反應(yīng)瓶底部，反應(yīng)瓶底部與一個(gè)帶閥門的玻璃管連接，閥門在反應(yīng)瓶外 部，玻璃管一端通過橡膠管與曝氣盤連接，另一端通過橡膠管與空氣泵或氮?dú)馄窟B接。
2.利用權(quán)利要求1所述裝置實(shí)現(xiàn)的一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法，其特 征是:啟動(dòng)恒溫水浴鍋使之達(dá)到測(cè)定要求溫度，取待測(cè)污泥置于反應(yīng)瓶中，按照需要檢測(cè)污 泥中水蚯蚓的密度取一定量水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤連接，通過與 空氣泵連接的流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮?dú)獯得搫?chuàng)造無氧環(huán)境，氣體從液上管排出，測(cè) 定不同含氧量下水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響；通過PH計(jì)觀察反應(yīng)體系中pH值的變化，從液上 管加入NaOH或HCL溶液控制pH ;系統(tǒng)運(yùn)行過程中每隔一段時(shí)間從反應(yīng)瓶中取樣進(jìn)行測(cè)試， 取樣方法是先關(guān)閉空氣泵或氮?dú)馄?，停止曝氣或吹脫，再關(guān)閉玻璃管的閥門，等反應(yīng)瓶中的 污泥沉降后，向液上管通空氣或氮?dú)?，由于壓力的作用，上清液將從液下管排出，取樣完?后，再將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤連接，繼續(xù)開始曝氣或吹脫；通過測(cè)定多個(gè)時(shí)刻反應(yīng)系統(tǒng) 上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線求出最大斜率，即基 質(zhì)的最大去除速率Vm，Vm除以反應(yīng)瓶中污泥濃度既得到基質(zhì)的最大比反應(yīng)速率vm ;通過確 定污泥的反應(yīng)速率，確定水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響，同時(shí)測(cè)定水樣中氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài) 氮、磷的量，確定水蚯蚓的存在對(duì)污水水質(zhì)指標(biāo)的影響。
全文摘要
一種快速檢測(cè)水蚯蚓對(duì)污泥活性影響的方法及裝置屬于污水處理領(lǐng)域。其檢測(cè)方法是，通過恒溫水浴鍋調(diào)節(jié)反應(yīng)系統(tǒng)溫度，取出一定量的待測(cè)污泥放入反應(yīng)瓶中，然后將一定量的水蚯蚓置于濾網(wǎng)上，將空氣泵或氮?dú)馄颗c曝氣盤連接，通過調(diào)節(jié)與空氣泵連接的流量計(jì)調(diào)節(jié)曝氣量大小或用氮?dú)獯得搫?chuàng)造無氧環(huán)境，通過觀察pH計(jì)數(shù)值，從液上管加入NaOH或HCL溶液調(diào)節(jié)pH。取樣時(shí)向液上管通空氣或氮?dú)?，將上清液從液下管排出，每隔一段時(shí)間測(cè)定反應(yīng)瓶上清液中的基質(zhì)濃度，繪制基質(zhì)濃度變化曲線，根據(jù)基質(zhì)濃度變化曲線計(jì)算出反應(yīng)系統(tǒng)的反應(yīng)速率，同時(shí)測(cè)定所取水樣中的氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、P量，得出水蚯蚓對(duì)污泥活性的影響。
文檔編號(hào)G01N33/18GK103207259SQ20131011634
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者李軍, 陳光輝, 劉偉巖, 王永磊, 王昌穩(wěn) 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)