[发明专利]一种废水厌氧生化反应装置及甲烷产量测定方法

说明书

本发明涉及一种废水厌氧生化反应装置及甲烷产量测定方法，装置包括微反应瓶单元以及与微反应瓶单元相适配的测压管单元，微反应瓶单元包括微反应瓶、设置在微反应瓶上的可拆卸式插管密封塞组件以及与微反应瓶的内部相连通的气体收集组件。与现有技术相比，本发明能够保证装置内部保持相对稳定的无氧环境，同时还可以有效收集反应过程中产生的气体，进而准确地测定废水厌氧生化反应中的甲烷产量，装置组装简单且密封性较好，采样方式便捷，测量结果精确，也为在微反应器中测定其他气体提供了新的思路。

技术领域

本发明属于废水厌氧生化反应技术领域，涉及一种废水厌氧生化反应装置及甲烷产量测定方法。

背景技术

众所周知，与好氧微生物相比，厌氧微生物属于高负荷菌，厌氧生化单元是工业废水生化处理工艺中的重要环节，因此，对于其生化过程的机理与工艺优化的研究具有十分重要的应用价值。废水的厌氧可生化性，通常有三个阶段，分别为水解酸化阶段、产乙酸阶段和产甲烷阶段。甲烷作为废水厌氧反应的最终产物，通过测定废水厌氧生化反应中甲烷产量，可更直观地得到废水厌氧生化反应处理效果。因此甲烷的产量是厌氧消化的一个关键指标。

中国专利CN112504910A提出了一种废水厌氧生化效果的评价装置及评价方法，其利用微反应器测定废水生化过程中的产气量以评价废水的厌氧生化效果。然而，该专利只是通过测压管压力示数变化进行产气量评估，并将其笼统地视为微反应器中甲烷产生量，并没有准确测定出反应产生的甲烷含量，因此无法直接用于判定废水的厌氧可生化性。

目前而言，已有甲烷在线测定方法，可以自动测量甲烷的含量，但该方法价格昂贵，难以采用。而排水集气法需要不断更换液体，而且所需设备较多，应用在微反应上操作繁琐，较为不便。

发明内容

本发明的目的是提供一种废水厌氧生化反应装置及甲烷产量测定方法，能够实现反应的无氧环境及反应后甲烷的收集，进而准确且简便地测定废水厌氧生化反应中的甲烷产量。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种废水厌氧生化反应装置，该装置包括微反应瓶单元以及与微反应瓶单元相适配的测压管单元，所述的微反应瓶单元包括微反应瓶、设置在微反应瓶上的可拆卸式插管密封塞组件以及与微反应瓶的内部相连通的气体收集组件。

进一步地，所述的微反应瓶包括微反应瓶主体以及设置在微反应瓶主体侧面并与微反应瓶主体的内部相连通的微反应瓶支管，所述的可拆卸式插管密封塞组件设置在微反应瓶主体上，所述的气体收集组件设置在微反应瓶支管上。

进一步地，所述的可拆卸式插管密封塞组件包括可拆卸地设置在微反应瓶主体顶部的密封塞以及多个分别插设在密封塞上的插管，所述的微反应瓶的内部通过插管与微反应瓶的外部相连通。

进一步地，多个插管分别为氮气充气管、废水混合物加样管及空气排出管。

进一步地，所述的氮气充气管、废水混合物加样管及空气排出管上均设有阀门。

进一步地，所述的气体收集组件包括设置在微反应瓶支管上的转接头、集气管及集气袋，所述的集气管的一端与集气袋可拆卸连接，另一端与转接头相连，并通过转接头与微反应瓶的内部相连通。集气袋用来收集微反应器中产生的含甲烷气体。

进一步地，所述的集气袋上设有取样口。

进一步地，所述的测压管单元包括测压管以及设置在测压管上的氮气球，所述的氮气球与测压管的一端之间设有三通阀。氮气球确保测压管内为无氧环境。三通阀的两个端口串接上方氮气球与下方测压管，另一个端口为氮气充气口。

进一步地，所述的测压管上还设有连接管及测压管接头，所述的连接管的一端与测压管相连通，并位于三通阀的下方，所述的连接管的另一端与测压管接头相连，所述的测压管接头与微反应瓶相适配。