[发明专利]一种活性污泥氨氮利用速率在线检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种活性污泥氨氮利用速率在线检测装置，它包括反应系统、氨氮检测系统、流程控制系统和数据采集与处理系统；

所述反应系统包括生物反应罐；所述生物反应罐上设有进水口、循环口和排空口，所述进水口通过设有进样蠕动泵的管路与进样电磁阀连接，所述循环口通过设有循环电磁阀的管路与所述进样蠕动泵连接，与所述生物反应罐形成闭合回路；所述排空口与排空电磁阀连接；所述生物反应罐内部设有一膜组件，所述膜组件的底部设有曝气装置，所述曝气装置通过设有气体流量计的管路与曝气机连接，所述膜组件的出水口通过设有产水抽吸泵的管路与所述氨氮检测系统的入口连接；

所述氨氮检测系统包括氨氮传感器和氨氮测量室，所述氨氮传感器的测量端密封于所述氨氮测量室内；所述氨氮测量室设有氨氮测量入口和氨氮测量出口，所述氨氮测量出口与所述生物反应罐连接；

所述流程控制系统包括可编程逻辑控制器和数据采集控制器，所述可编程逻辑控制器分别与所述进样蠕动泵、所述进样电磁阀、所述循环电磁阀、所述排空电磁阀、所述曝气机和所述产水抽吸泵连接；所述数据采集控制器与所述氨氮传感器连接；

所述数据采集与处理系统包括上位机，所述上位机分别与所述可编程逻辑控制器和所述数据采集控制器连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述装置还包括氨氮投加系统，所述氨氮投加系统包括氨氮贮存罐，通过设有氨氮投加蠕动泵与所述生物反应罐连接；所述氨氮投加蠕动泵与所述流程控制系统中的中间继电器连接。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述氨氮传感器为氨氮离子选择性电极。

4.权利要求2或3所述的装置在污水脱氮工艺中测定最大氨氮利用速率、预测出水口氨氮浓度和硝化过程风险评估中的至少一种的应用。

5.利用权利要求1-3中任一种所述的装置对活性污泥的氨氮利用速率进行在线检测的方法，包括如下步骤：将所述活性污泥氨氮利用速率在线检测装置安装在污水处理厂生化单元好氧段的起始位置；重复下述步骤(A)-(C)对活性污泥的氨氮利用速率进行在线检测：

(A)进样阶段：打开所述进样电磁阀，关闭所述循环电磁阀，控制所述进样蠕动泵完成进样；打开曝气机，向所述生物反应罐内曝气；关闭所述进样电磁阀，打开所述循环电磁阀，所述进样蠕动泵使所述生物反应罐内的活性污泥循环流动；

(B)测量阶段：重复下述步骤B-1)至B-3)对所述活性污泥的氨氮利用速率进行在线检测：

B-1)控制所述产水抽吸泵将经过所述膜组件过滤得到的清液输送至所述氨氮检测系统中；

B-2)控制所述氨氮检测系统中的氨氮传感器，测定清液中的氨氮浓度；按照如下公式计算氨氮利用速率：

式(1)中，AUR表示氨氮利用速率；n为氨氮传感器测定氨氮的次数，为自然数，i＝1～n；x₀为测定开始时活性污泥中氨氮浓度；x_i为第i次测量时活性污泥中氨氮浓度；t为所述氨氮传感器的采集周期；

B-3)经过步骤B-2)检测的清液回流至所述生物反应罐中；

(C)排空阶段：关闭所述循环电磁阀、所述进样蠕动泵和所述曝气机，打开排空电磁阀，将所述生物反应罐内的活性污泥排空。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：步骤(B)中，所述可编程逻辑控制器采集氨氮传感器的测试信号，采集频率为6～10秒/次，每1～2分钟为一个采集周期，取该周期下所有采集得到的信号值的平均值作为该采集周期下的信号值；

步骤(A)-步骤(C)为一个测量周期，所述测量周期为15～20分钟。