本发明属于污水处理领域，涉及一种通过对活性污泥呼吸图谱的分析，快速预测活性污泥系统出水COD达标的方法。
背景技术：
城市污水处理厂的建成投运，为解决或缓解城市日益严重的水污染问题发挥了积极的重要作用。然而，在污水处理厂的建设运行过程中，污水处理厂运行实际情况与设计结果往往有很大差异，进水水质水量的波动及实际的运行控制手段都会影响到出水COD状况，这给污水处理厂的实际处理能力的评估带来了困难，因此实际污水处理厂一般只有在出水超标等情况下，运行者才会意识到系统超负荷，而一般状态下的系统处理能力及出水超标的风险却无法评估。我国大量的中小型污水处理厂由于水质水量波动大，系统抗冲击能力弱，所以提前快速得知到出水COD及活性污泥系统处理能力的状况对于工艺运行参数调整具有非常重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种快速预测活性污泥系统出水COD达标的方法，该方法利用呼吸图谱分析得到的结果将活性污泥分为不同类型，再通过给定的特征值来预测活性污泥系统的出水COD，使得运行人员及时调整运行参数，为污水处理厂的合理运行和节能降耗提供指导性意见。本发明的目的是通过下述技术方案实现的。根据本发明实施例提供的一种快速预测活性污泥系统出水COD达标的方法，包括下述步骤：1)取未经任何处理的污水厂曝气池内的活性污泥进行呼吸图谱测试，分别得到5个耗氧速率：现状耗氧速率OURS、准内源耗氧速率OURme、内源呼吸耗氧速率OURen、加氮源后耗氧速率OURN和总耗氧速率OURT；2)在呼吸图谱中，以OURen/OURT来对不同类型的活性污泥进行分类，再以OURs/OURT来对活性污泥处理系统的出水进行评估：当OURT＜5时，则可预测污水处理系统出水COD不达标；根据呼吸图谱分析结果，当OURT＜5时，活性污泥中的微生物活性太低，进水负荷相对活性污泥而言太大，超出活性污泥系统的处理能力，致使出水不达标；当OURT处于5-50之间，且OURen/OURT在[0.16，+∞]区间范围，OURs/OURT接近给定的特征值0.4，根据呼吸图谱分析结果，活性污泥中的微生物活性正常，可预测污水处理系统出水COD达标；当OURT处于5-50之间，且OURen/OURT在[0.08，0.16]区间范围，OURs/OURT接近给定的特征值0.3，根据呼吸图谱分析结果，活性污泥中的微生物活性正常，可预测污水处理系统出水COD达标；当OURT＞50，且OURen/OURT在[0，0.08]区间范围，OURs/OURT接近给定的特征值0.05，根据呼吸图谱分析结果，活性污泥中的微生物活性处于临界状态，可预测污水处理系统出水COD可能达标，有超标风险。进一步，步骤1)呼吸图谱测试的具体过程为：取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现状耗氧速率OURS；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液(PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源耗氧速率OURme；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源呼吸耗氧速率OURen；再加入50g/L的氯化铵，测定污泥的加氮源后耗氧速率OURN＝OURen+OURA；最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OURT＝OURen+OURA+OURH。进一步，所述污水处理系统出水COD达标为出水COD达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级A标准。本发明针对传统污水处理厂依据出水是否超标判断超负荷的局限，无法对处理能力做出正确评估的难题，从污泥自身的特征出发，利用呼吸图谱分析，预测出污水处理系统出水COD，为污水处理厂的合理运行和节能降耗提供指导性意见。相对于现有技术，本发明的特点在于：1)快速有效，弥补现行方法的不足基于活性污泥的呼吸图谱预测活性污泥系统的处理能力，能够有效快速地预测活性污泥系统的处理能力，弥补系统运行中处理能力难以评估的不足。2)检测方便步骤简单易行，测试设备自动化，例如使用西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM400型污水处理智慧运行工作站，即可在无人操作的情况下自动化对待检测污泥进行检测。具体实施方式下面通过具体实施例对本发明做进一步说明。本发明通过对活性污泥的呼吸图谱分析来预测污水厂活性污泥系统出水COD。本发明一种快速预测活性污泥系统出水COD达标的方法包括以下步骤：1)取未经任何处理的污水厂曝气池内的活性污泥进行呼吸图谱测试：取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现状耗氧速率OURS；之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液(PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源耗氧速率OURme；然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源呼吸耗氧速率OURen；再加入50g/L的氯化铵，测定污泥的加氮源后耗氧速率OURN＝OURen+OURA；最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总耗氧速率OURT＝OURen+OURA+OURH，得到5个耗氧速率：现状耗氧速率OURS、准内源耗氧速率OURme、内源呼吸耗氧速率OURen、加氮源后耗氧速率OURN和总耗氧速率OURT；2)在呼吸图谱中，以总耗氧速率OURT和内源呼吸耗氧速率OURen与总耗氧速率OURT的比值来对不同类型的活性污泥进行分类，再以现状耗氧速率OURs与总耗氧速率OURT的比值来对活性污泥处理系统的出水进行评估；3)当OURT＜5时，出水基本不达标；当OURT处于5-50之间，且OURen/OURT＞0.16时，OURs/OURT越接近0.4，出水COD会安全达标；当OURT处于5-50之间，且OURen/OURT处于0.08-0.16时，OURs/OURT越接近0.3，出水COD会安全达标；当OURT＞50，且OURen/OURT＜0.08时，OURs/OURT越接近0.05，出水COD会达标，但会有超标的风险。下面通过具体实施例进一步说明本发明效果。1)对来源于陕西、甘肃、山西多个污水处理厂曝气池中污泥进行取样(各污水厂概况见表1)。2)选择西安绿标水环境科技有限公司提供的WBM400型污水处理智慧运行工作站作为检测污泥OUR的仪器。3)取污水厂曝气池中污泥0.3L并用自来水稀释至1.2L，测定现场OURS。之后将污泥样品通过搅拌15s、沉淀10min、去上清液定容至0.6L，用缓冲溶液(PBS)洗泥3次，测定污泥的准内源OURme。然后用自来水将反应器内活性污泥混合液定容至1.2L，通过对污泥样品曝气2h测定其内源OURen，再加入50g/L的氯化铵测定OURN＝OURen+OURA，最后加入200g/L的无水乙酸钠，保证基质充足，测定总呼吸速率OURT＝OURen+OURA+OURH。4)将得到的各呼吸速率OUR绘制成表，见表1。表1污水处理厂概况实施例分析1)：以A污水厂为例。表2是A污水厂1个月的呼吸图谱统计分析表。分析发现，该厂在这一个月中OURT处于5-50之间，且OURen/OURT处于0.08-0.16之间，月初OURs/OURT的值远低于0.3，出水COD处于超标状态；但接下来几天OURs/OURT的值逐渐接近0.3，出水COD也逐渐达标；在6月7日-6月12日出水COD出现波动，其中6月10日COD超标达到88.79，此时的OURs/OURT的值也高达0.61，远大于给定的特征值0.3；在6月12日至6月30日，出水COD基本达标，可以看出每当出水COD超标时，其OURs/OURT的值也会偏离给定的特征值。实施例分析2)：以G污水厂为例。表3是G污水厂1个月的呼吸图谱统计分析表。分析发现，该厂在这一个月中OURT处于5-50之间，且OURen/OURT＞0.16,该厂由于是个小型水厂，出水稳定达标，其OURS/OURT值也均接近给定的特征值0.4。实施例分析3)：以H污水厂为例。表4是H污水厂1个多月的呼吸图谱统计分析表。分析发现，该厂在12月1日-12月...