申請日2016.05.13
公開(公告)日2017.11.21
IPC分類號G01N21/33; C02F9/14
摘要
本發明涉及一種評估水的生物降解能力的方法，該方法包括：檢測水的紫外吸收信號;確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA評估該水的生物降解能力。本發明還涉及與該方法對應的生物降解能力評估系統、以及該方法及系統在水處理中的應用。
權利要求書
1.一種評估水的生物降解能力的方法，該方法包括：
檢測水的紫外吸收信號;
確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述SUVA評估該水的生物降解能力。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述紫外吸收信號包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計算得到的。
3.如權利要求1所述的方法，其中，所述評估水的生物降解能力的步驟包括將所述計算得到的SUVA與一個用作評估生物降解能力的參考的預定SUVA進行比較。
4.如權利要求1所述的方法，其進一步包括：在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關系，其中x和y為校準系數。
5.一種水處理方法，其包括：
通過預處理工藝對水進行預處理，以獲得預處理過的水;
檢測所述預處理過的水的紫外吸收信號;
確定所述預處理過的水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);
基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);
基于所述計算得到的SUVA與一個預定的SUVA判斷是否需要對所述預處理工藝進行調整;
若需要對所述預處理工藝進行調整，調節所述預處理工藝的一個或多個參數;及
通過生化處理工藝對所述預處理過的水進行處理。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述預處理工藝包括高級氧化工藝。
7.如權利要求5所述的方法，其中，所述紫外吸收信號包括紫外吸收度(UVA)，所述SUVA是將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計算得到的。
8.如權利要求5所述的方法，其進一步包括：在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關系，其中x和y為校準系數。
9.如權利要求5所述的方法，其中，所述預處理工藝的一個或多個參數包括所述預處理工藝中的化學品用量和處理時間中的至少一個。
10.如權利要求5所述的方法，其中，在所述預處理工藝中，是通過膜生物反應器、高級生物反應器或它們的組合進行處理的。
11.一種評估水的生物降解能力的系統，該系統包括：
檢測裝置，被設置用來檢測水的紫外吸收信號和確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);及
處理器，被設置用來基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA)。
12.如權利要求11所述的系統，其中，所述檢測裝置包括用來檢測所述紫外吸收信號的紫外光檢測器以及選自用來檢測所述TOC的TOC檢測器和用來檢測COD的COD檢測器的第二檢測器。
13.如權利要求11所述的系統，其中，所述紫外吸收信號包括紫外吸收度(UVA)，所述處理器被設置用來通過將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計算得到所述SUVA。
14.如權利要求11所述的系統，其中所述處理器被設置用來通過將所述計算得到的SUVA與一個用作評估生物降解能力的參考的預定SUVA進行比較，來評估所述水的生物降解能力。
15.如權利要求11所述的系統，其中所述處理器被設置用來在SUVA和BOD與COD的比值(BOD/COD)之間通過方程式BOD/COD=x*SUVA+y建立關系，其中x和y為校準系數。
16.一種水處理系統，其包括：
預處理裝置，被設置用來通過預處理工藝對水進行預處理，以獲得預處理過的水;
檢測裝置，被設置用來：
檢測水的紫外吸收信號;及
確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD)
處理器，被設置用來：
基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);及
基于所述計算得到的SUVA與一個預定的SUVA判斷是否需要對所述預處理工藝進行調整;
控制器，被設置用來在需要對所述預處理工藝進行調整時調節所述預處理工藝的一個或多個參數;及
生化處理裝置，被設置用來通過生化處理工藝對所述預處理過的水進行處理。
17.如權利要求16所述的系統，其中所述預處理裝置包括高級氧化裝置，用來通過高級氧化工藝對水進行預處理。
18.如權利要求16所述的系統，其中，所述檢測裝置包括用來檢測所述紫外吸收信號的紫外光檢測器以及選自用來檢測所述TOC的TOC檢測器和用來檢測COD的COD檢測器的第二檢測器。
19.如權利要求16所述的系統，其中，所述紫外吸收信號包括紫外吸收度(UVA)，所述處理器被設置用來通過將所述UVA除以所述TOC或者COD的值計算得到所述SUVA。
20.如權利要求16所述的系統，其中所述生化處理裝置包括膜生物反應器、高級生物反應器或它們的組合。
說明書
評估水的生物降解能力的方法和系統以及其在水處理中的應用
技術領域
本發明涉及一種檢測和評估水的生物降解能力的方法和系統以及其在水處理中的應用。
背景技術
工業廢水的處理方法一般分為物理法、化學法、生物化學處理法(生化法)等，其中，生化處理是利用生物化學原理降解有機物的處理方式，其利用微生物的生命活動過程將廢水中的可溶的有機污染物及部分不溶的有機污染物去除或者是轉化為無害物質，使水得到凈化，是廢水處理中最常用也是相對來說比較經濟的一種方法，特別適用于大規模處理工業廢水。生化處理的方法主要包括活性污泥法、生物過濾法、生物膜法、生物塘法和厭氧生物法等。
廢水所含的有機物中，除一些易被微生物分解的之外，還含有一些不易被微生物降解的，甚至對微生物的生長產生抑制作用的，這些有機物質的生物降解性質以及在廢水中的相對含量決定了該種廢水采用生化處理(通常指好氧生化處理)的可行性及難易程度。目前一般用生化需氧量(biochemicaloxygen demand,BOD)與化學需氧量(chemical oxygen demand,COD)的比值(BOD/COD)來評估廢水的可生化性(生物降解能力)，即廢水中污染物可以被微生物降解的能力。其中，可以認為BOD代表污染物中可以被微生物分解的部分，COD代表全部污染物，BOD/COD代表可被微生物分解部分的比例，也就是可生化部分。因此，BOD/COD可用作評價廢水可生化降解性的指標，通常BOD/COD越大，表明廢水的生物降解能力越好，一般認為BOD/COD大于0.3的水具有較好的生物降解能力，適合用生化處理工藝進行處理。其中，最常用的指標為BOD5/COD，其是指5日生化需氧量與化學需氧量的比值。
其中BOD的測定主要采用是稀釋法，在稀釋法中，用氧飽和溶解的水稀釋待測水樣，然后用一定量的微生物懸濁液(常用活性污泥)少量固定的接種物質接種，然后測試此時的溶解氧DO1，密封水樣。將溫度保持在約20℃，靜置水樣于黑暗環境中(以防止光合作用增加樣本中溶解氧)，一定時間后，比如，對于BOD5的測定而言，是指五天后，再測試此時水樣的溶解氧DO2。再基于測得的DO1和DO2計算獲得BOD。
可見，用BOD/COD來評估廢水的生物降解能力的方法非常費時，操作復雜，而且由于BOD的測定過程依賴微生物，導致該方法容易存在變數。因此，有必要提供一種簡便可靠的新方法和系統來檢測和評估廢水的生物降解能力。
發明內容
一方面，一種評估水的生物降解能力的方法包括：檢測水的紫外吸收信號;確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);以及基于所述SUVA評估該水的生物降解能力。
另一方面，一種水處理方法包括：通過預處理工藝對水進行預處理，以獲得預處理過的水;檢測所述預處理過的水的紫外吸收信號;確定所述預處理過的水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA);基于所述計算得到的SUVA與一個預定的SUVA判斷是否需要對所述預處理工藝進行調整;若需要對所述預處理工藝進行調整，調節所述預處理工藝的一個或多個參數;以及通過生化處理工藝對所述預處理過的水進行處理。
再一方面，一種評估水的生物降解能力的系統包括檢測裝置和處理器，其中，所述檢測裝置被設置用來檢測水的紫外吸收信號和確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD)，所述處理器被設置用來基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA)。
又一方面，一種水處理系統包括預處理裝置、檢測裝置、處理器、控制器和生化處理裝置。其中，所述預處理裝置被設置用來通過預處理工藝對水進行預處理，以獲得預處理過的水;所述檢測裝置被設置用來檢測水的紫外吸收信號和確定該水的總有機碳量(TOC)或化學需氧量(COD);所述處理器被設置用來基于所述紫外吸收信號和所述TOC或COD的一個值計算比紫外吸收值(SUVA)，以及基于所述計算得到的SUVA與一個預定的SUVA判斷是否需要對所述預處理工藝進行調整;所述控制器被設置用來在需要對所述預處理工藝進行調整時調節所述預處理工藝的一個或多個參數;所述生化處理裝置被設置用來通過生化處理工藝對所述預處理過的水進行處理。
