[发明专利]一种测试好氧颗粒污泥机械强度的方法

说明书

本发明公开一种测试好氧颗粒污泥机械强度的方法，包括以下步骤：采用激光粒度分析仪在不同转速下剪切好氧颗粒污泥样品，通过Dv10/50/90随作用时间变化图去除偏差较大的点；绘制在等间隔作用时间下的粒径分布变化图；利用软件分析并提取峰面积等的变化率或变化量△S信息，绘制出以作用时间为横坐标，或△S为纵坐标的散点图，拟合曲线，通过曲线量化表征其机械强度。其中，峰面积变化率(或变化量)越小，说明好氧颗粒污泥的机械强度越好。本发明可实现简便、精确的好氧颗粒污泥机械强度的量化表征及其标准化测试，形成标准化的数据体系，有利于不同反应器培养形成的好氧颗粒污泥机械强度的比较，为进一步提高反应器的稳定运行提供有益参考。

技术领域

本发明属于废水生物处理技术领域，更具体地，涉及一种测试好氧颗粒污泥机械强度的方法。

背景技术

好氧颗粒污泥(Aerobic Granular Sludge，AGS)是一种在好氧条件下通过微生物自凝聚作用形成的颗粒状活性污泥。相比传统的活性污泥法，AGS技术具有高生物量积累、沉降性能好、抗污染负荷冲击的能力、占地面积小等特点。

迄今为止，好氧颗粒污泥生物反应器包括了膜生物反应器(MBR)和序批式反应器(SBR)等。但这些生物反应器设计的成功与否与其形成致密颗粒、保持高生物量的能力有关。颗粒聚集体中紧密的细胞堆积优化了代谢物的种间交换，从而提高整体活性。

然而，从反应器运行情况上看，过高/低有机负荷率(OLR)和过高的水力学条件等对颗粒造成负面影响，可能导致裂解和分散，生物量显著减少，最终导致系统恶化甚至失效。从运行时间上看，长时间运行后AGS易解体。因此，维持AGS的稳定性是反应器稳定运行的关键，而其机械性能则是表征其稳定性的重要指标。总体而言，AGS的机械性能分为抗压性能和抗剪切性能。现有的抗压性能测试方法如中国专利CN 104062224 A所公开的一种颗粒污泥弹性模量的测量装置及其测量方法。抗剪切性能的测试方法包括完整性系数法(采用振动筛，通过测量上清液中固体质量与好氧颗粒污泥总重的比值来评判)、失稳系数法(采用超声仪，等间隔时间收集的样品在600nm波长下进行吸光度值测试，拟合曲线的斜率即为失稳系数)等。可见，现有测试方法具有快速测量的优点，但测试中需将收集的样品及时倒回，以防止体积变化对实验结果造成影响，因此，建立一种同时满足简便、精确测定其机械强度的方法尤为重要。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的缺陷，提供一种测试好氧颗粒污泥机械强度的方法，可实现简便、精确的好氧颗粒污泥机械强度的量化表征及其标准化测试。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种测试好氧颗粒污泥机械强度的方法，包括以下步骤：

S1.采用激光粒度分析仪在不同转速下剪切好氧颗粒污泥样品，通过Dv10/50/90随作用时间变化图去除偏差较大的点；

S2.绘制在等间隔作用时间t下的粒径分布变化图；

S3.从步骤S2中利用软件分析并提取峰面积变化率或变化量△S的信息，绘制出以作用时间为横坐标，峰面积变化率或变化量△S为纵坐标的散点图，拟合曲线，通过曲线量化表征好氧颗粒污泥的机械强度；峰面积变化率或变化量越小，表明颗粒在剪切过程中粒径变化较小，则好氧颗粒污泥的机械强度越好。

其中，S为粒径分布与x轴围成的区域面积，即峰面积；t为粒径分布测试的作用时间。

本发明所提供的测试方法以抗剪切性能表征AGS的机械性能，是通过粒径分布峰面积等变化率或变化量来量化表征好氧颗粒污泥的机械强度，有利于对不同反应器培养形成的好氧颗粒污泥进行机械强度比较，为建立反应器操作要素和颗粒机械强度的响应机制提供依据，也为培养良好强度好氧颗粒污泥提供最优方案具有重要的现实意义和经济价值。

其中，好氧颗粒污泥不限生物反应器培养形成；好氧颗粒污泥的机械强度也可称为抗剪切性能、结构稳定性或机械稳定性。