申請日2013.08.20
公開(公告)日2013.11.20
IPC分類號G01N33/24
摘要
本發明公開了一種基于微型動物種群密度分析的活性污泥狀態分析預測方法，屬于污水處理技術領域。針對目前活性污泥法中污泥狀態分析指標的間接性、滯后性，建立了一個集活性污泥微型動物的密度統計分析、微型動物密度函數計算與污泥狀態檢索表使用為一體的整套方法，對活性污泥狀態進行簡單、快速、準確的分析與預測。該方法對于提高活性污泥法污水處理過程的運行管理效率，具有非常重要的現實意義，并在污水生物處理領域具有廣泛的應用前景。
權利要求書
1.一種基于微型生物分析的活性污泥狀態預測方法，其特征在于，該方法是以活性污泥中微型生物的顯微觀察與微型生物種類鑒別為基礎，建立集活性污泥微型動物的密度統計分析、密度函數計算與污泥狀態檢索表使用為一體的整套方法，其具體由以下四步驟組成：
(1)建立微型動物統計分類方法
以微型動物的形態、行為為分類依據，把活性污泥中的微型動物分成兩級，即先分成三個一類，一類下面再分為兩個亞類，具體如下：
1)非固著型原生動物類
1.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類
1.2)變形蟲亞類
2)固著型原生動物類
2.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類
2.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類
3)后生動物類
3.1)線蟲亞類
3.2)輪蟲亞類
(2)建立微型動物密度函數
根據活性污泥中微型動物的密度，建立微型動物密度函數，函數由兩個組成，具體如下：
(a)微型動物一級密度函數BX為：
BX = MX /(M1 + M2 + M3)*100 % (Ⅰ)
式中，BX 表示不同一類微型動物所占比例，MX 為某一類微型動物的密度，X 取值范圍1～3，M1、M2、M3分別表示污泥中非固著型原生動物、固著型原生動物與后生動物密度;
(b)微型動物二級密度函數WX 為：
WX = NX / MX *100 % (Ⅱ)
式中，WX表示某亞類微型動物占該一類微型動物的百分比，NX 為某一亞類微型動物的密度，X 取值范圍1～2;
使用中先用公式(Ⅰ)計算進行一類分級，然后使用公式(Ⅱ)進行亞類分級;
(3)建立污泥狀態檢索表
根據不同污泥狀態的不同類型微型動物的密度函數計算，得出污泥狀態檢索表，具體如下：
1.污泥中微型動物數量小于 S 個/ml………………………污泥腐化
2.B1大于a1
2.1鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類的NX大于a11……………污泥不成熟
2.2變形蟲亞類的NX大于a12………………………………污泥解體
3.B2大于a2
3.1非累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a21…………………污泥成熟
3.2累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a22……………………污泥膨脹
4.B3大于a3 …………………………………………………污泥老化
表中各參數S、a1、a11、a12 、a2 、a21、 a22、 a3，在不同污水處理中各不相同，具體值由試驗或實際生產運行中觀測確定;
(4)污泥樣品采樣與污泥狀態分析預測
從待分析活性污泥的曝氣池中取樣，按照步驟(1)的微型動物分類方法，使用顯微鏡觀察鑒別污泥中出現的不同類別的微型動物，利用步驟(2)中的微型動物密度函數計算出各個參數，再查閱步驟(3)得到的污泥狀態檢索表進行污泥狀態的分析預測。
說明書
一種基于微型動物密度分析的活性污泥狀態預測方法
技術領域
本發明涉及污水處理技術領域，具體涉及一種活性污泥狀態的預測方法。
背景技術
在污水處理污泥系統中存在著由細菌、原生動物及微型后生動物等微生物組成的微觀生態系統。由于細菌微生物種類鑒別技術要求高，費時費力，實際生化污水處理運行與控制過程中，無法對活性污泥中的微生物進行有效的監測與分析，只是通過測定污泥常規指標，如SV、SVI、MLSS和MLVSS等，對污泥性能進行間接性的分析判斷與運行控制。經驗性不能解決運行過程出現的新問題，間接性指標往往是粗放的、模糊的、滯后的，當發現污泥間接指標出現異常時，污泥微生物生態系統已遭破壞，重新培養或恢復良好的活性污泥系統往往需要很長時間，將嚴重地影響生產的正常運行。
因此，目前研究中主要通過處于生態系統較高營養級的微型動物(原生動物、后生動物)的變化進行污水處理效果與污泥狀態的監測。一般認為：當固著型纖毛蟲，如鐘蟲，出現則說明活性污泥處于成熟穩定期，污水出水效果好;當活性污泥中出現輪蟲，表明有機質濃度低、水質較好;但當輪蟲過多，有可能破壞污泥結構導致污泥松散上浮，影響出水水質。但是不同狀態污泥、不同工藝條件下、不同污水處理效果時，污泥中微型動物種類不止一種，往往有十幾種，甚至幾十種，單單觀察是否出現哪種或哪幾種就判斷與預測污泥狀態、水錘處理水質是否良好，是一種粗放的、定性的判斷方法，不能準確地對污泥狀態與污水處理效果做出預測。
因此以單種或幾種微型動物為微型微生物反映污泥的狀態不能很好地滿足實際工程的要求，發明一種實際可行的、準確的污泥狀態預測方法是必要的。
發明內容
本發明針對現有活性污泥法污水處理過程管理中污泥狀態監測與預測方法的粗放性、間接性以及滯后性等不足，提供一種基于微型動物微觀直接觀測與種群數量分析的污泥狀態監測與預測方法，以此提高監測的準確性、即時性，為生產運行管理提供有效的技術方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案由以下步驟組成：
(1)建立微型動物統計分類方法
以微型動物的形態、行為為分類依據，把活性污泥中的微型動物分成兩級，即先分成三個一類，一類下面再分為兩個亞類，具體如下：
1)非固著型原生動物類
1.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類
1.2)變形蟲亞類
2)固著型原生動物類
2.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類(如：鐘蟲、蓋蟲等)
2.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類(如：累枝蟲、集蓋蟲等)
3)后生動物類
3.1)線蟲亞類
3.2)輪蟲亞類
(2)微型動物密度函數的建立
根據活性污泥中微型動物的密度，建立微型動物密度函數，函數由兩個組成，具體如下：
(a)微型動物一級密度函數BX
BX = MX /(M1 + M2 + M3)*100 % (Ⅰ)
上式中，
BX 表示某一類微型動物占整個微型動物的百分比;
MX 為某一類微型動物的密度，個/ml，X取值范圍1-3;
M1、M2、M3分別污泥中非固著型原生動物類、固著型原生動物類與后生動物類密度;
(b)微型動物二級密度函數WX 如下：
WX = NX / MX *100 % (Ⅱ)
上式中，
WX 污泥狀態度函數，表示某一亞類微型動物占該類微型動物的百分比;
NX 為某一亞類微型動物的密度，個/ ml，X取值范圍1-2;
使用中先用公式(1)計算進行一類分級，然后使用公式(2)進行亞類分級。
(3)污泥狀態檢索表的建立
根據不同污泥狀態下的不同類型微型動物密度函數計算，得出污泥狀態檢索表，具體如下：
污泥狀態檢索表
1)污泥中微型動物數量小于 S 個/ml………………………污泥腐化
2)B1大于a1
2.1)鞭毛蟲、游泳型纖毛蟲亞類的NX大于a11…………污泥不成熟
2.2)變形蟲亞類的NX大于a12……………………………污泥解體
3)B2大于a2
3.1)非累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a21………………污泥成熟
3.2)累枝蟲類纖毛蟲亞類的NX大于a22…………………污泥膨脹
4) B3大于a3 …………………………………………………污泥老化
