SBR法處理廢水實(shí)驗(yàn)

1、 實(shí)驗(yàn)報(bào)告 課程名稱(chēng): 水處理工程實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)老師: 胡宏 成績(jī):_ 實(shí)驗(yàn)名稱(chēng): SBR 處理廢水實(shí)驗(yàn) 類(lèi)型:_同組學(xué)生姓名: 陳巧麗、林蓓 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?必填 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理(必填 三、主要儀器設(shè)備(必填 四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟 五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析(必填 七、討論、心得一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵骃BR 是序批式間歇活性污泥法的簡(jiǎn)稱(chēng)。間歇性活性污泥法是一種間歇運(yùn)行的生物處理工藝,運(yùn)行時(shí), 污水分批進(jìn)入池中,經(jīng)活性污泥凈化,到凈化后的上澄液排出池外,完成一個(gè)運(yùn)行周期,每個(gè)運(yùn)行周期可 劃分為進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、污水排放期和閑置期。 SBR 法是近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外被引起廣泛重

2、視和研 究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù), 具有較高的脫氮除磷效果, 目前業(yè)已有一些生產(chǎn)性裝置在運(yùn)行中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到掌握 SBR 工藝運(yùn)行機(jī)理和確定運(yùn)行參數(shù)的基本方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和原理SBR 的運(yùn)行機(jī)理:SBR 法的運(yùn)行操作如圖 1所示,廢水流入開(kāi)始到待機(jī)時(shí)間結(jié)束為一個(gè)周期,一切過(guò)程都在一個(gè)設(shè)有曝 氣裝置的 SBR 反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,不必另設(shè)沉淀池和污泥回流泵等裝置。進(jìn)水工序是 SBR 反應(yīng)器接納廢水的過(guò)程,反應(yīng)器處于前個(gè)周期的排水或待機(jī)狀態(tài),反應(yīng)器內(nèi)剩有活 性污泥混合液; 充氧反應(yīng)工序是在反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行鼓風(fēng)曝氣, 通過(guò)活性污泥中微生物作用消減廢水中有機(jī)物; 沉淀工序相當(dāng)于傳統(tǒng)活性污泥法中的

3、二次沉淀池,活性污泥與水進(jìn)行沉淀分離;排水工序是排出活性污泥 沉淀后的上清液,恢復(fù)到處理周期開(kāi)始的最低水位,反應(yīng)器底部沉降的活性污泥大部分作為下個(gè)周期的回 流污泥使用,過(guò)剩的剩余污泥定時(shí)引出排放,另外,反應(yīng)器中還剩下一部分處理水,起循環(huán)水和稀釋水的 作用;閑置工序是沉淀之后到下個(gè)周期開(kāi)始的期間,為保持污泥的活性,可進(jìn)行攪拌。 SBR 工藝的操作過(guò)程:進(jìn)水期:將原污水或經(jīng)預(yù)處理后的污水引入 SBR 反應(yīng)器;充水時(shí)間根據(jù)處理規(guī)模和反應(yīng)器容積及污水 水質(zhì)而定,一般為 14h,通水量一般為 SBR 容器的一半。反應(yīng)期:SBR 反應(yīng)器充滿(mǎn)水后,進(jìn)行曝氣如同連續(xù)式完全混合活性污泥法,對(duì)有機(jī)物進(jìn)行生物降解;

4、 曝氣時(shí)間取決于污水的性質(zhì),反應(yīng)器中污泥濃度及曝氣方式等因素,一般在 28h。沉淀期:沉淀過(guò)程的功能是澄清出水,濃縮污泥,沉淀期所需的時(shí)間應(yīng)根據(jù)污水的類(lèi)型及處理要求具 體確定,一般為 12h。排水排泥期:將上清液排出反應(yīng)器,將相當(dāng)于反應(yīng)過(guò)程中生長(zhǎng)而產(chǎn)生的污泥量排出反應(yīng)器,以保持反 應(yīng)器內(nèi)一定數(shù)量的污泥,時(shí)間為 12h。閑置期:在靜置、無(wú)進(jìn)水的條件下,使微生物通過(guò)內(nèi)源呼吸作用恢復(fù)其活性,為下一運(yùn)行周期創(chuàng)造良 好的初始條件。三、主要儀器設(shè)備裝置常用實(shí)驗(yàn)室儀器; SBR 裝置; 加熱 -回流裝置; 25mL 酸式滴定管; 防暴沸玻璃珠; 250ml 錐形瓶若干; 20ml 、 10ml 移液管各 1

5、支。蒸餾水; 硫酸銀, 化學(xué)純; 硫酸, =1.84g/mL; 硫酸銀 -硫酸試劑; 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液 (c (1/6 K2Cr 2O 7 =0.25mol/L;硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液(c=0.1008mol/L;試亞鐵靈指示劑溶液。四、操作方法和實(shí)驗(yàn)步驟不同氧化時(shí)間的處理效果的實(shí)驗(yàn)步驟1、 取 40ml 廢水箱中的廢水、 60ml SBR反應(yīng)池中廢水的水樣, 混合后作為原配水樣, 測(cè)定其 COD cr 值;2、 開(kāi)啟進(jìn)水泵,調(diào)整進(jìn)水流量為 80L/h(進(jìn)水方式可為不曝氣、半曝氣或全曝氣,進(jìn)水 0.5h 停止, 取 80ml 混合水樣(不曝氣時(shí)在進(jìn)水結(jié)束后攪拌 1min 再取水樣于離心管中,

6、3000r/min轉(zhuǎn)速下離 心 10min 后取上清液 20ml ,測(cè)定其 COD cr 值;3、 開(kāi)啟真空泵, 曝氣 90min , 自開(kāi)始曝氣起每隔 30min 取 SBR 反應(yīng)期的 80ml 水樣于離心管, 3000r/min轉(zhuǎn)速下離心 10min 后取上清液 20ml ,測(cè)定其 COD cr 值;4、 實(shí)驗(yàn)完成后,關(guān)閉真空泵、電源開(kāi)關(guān),整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。水質(zhì)化學(xué)需氧量 COD 測(cè)定的實(shí)驗(yàn)步驟1 移液管取 20.0mL 待測(cè)試料于潔凈的 250ml 錐形瓶中。2 于試料中加入 10.0mL 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和幾顆防爆沸玻璃珠,搖勻。將錐形瓶接到回流裝置冷 凝管下端,接通冷凝水。從冷凝管上端緩

7、慢加入 30ml 硫酸銀硫酸試劑,以防止低沸點(diǎn)有機(jī)物 的逸出,混合均勻后開(kāi)始加熱,自溶液開(kāi)始沸騰起回流 1小時(shí)。3 充分冷卻后,用 20 30mL 水自冷凝管上端沖洗冷凝管 2-3次,取下錐形瓶。4 待溶液冷卻至室溫后,加入 3滴試亞鐵靈指示劑溶液,用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定,溶液的 顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色變?yōu)榧t褐色即為終點(diǎn)。記下硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗毫升數(shù) V 2?？瞻自囼?yàn):按相同步驟以 20.0ml 蒸餾水代替試料進(jìn)行空白試驗(yàn),記錄下空白滴定時(shí)消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶 液的毫升數(shù) V 1。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和處理水質(zhì) COD 測(cè)定:重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度 c(1/6K2Cr 2O 7=0.25

8、mol/L,標(biāo)定得 (NH4 2Fe(SO4 2的濃度 C =0.1008mol/L;空 白試驗(yàn)所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積 V1=24.70mL;試料測(cè)定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶 液的體積 V2;試料的體積 V0=20.00mL,則: 計(jì)算公式:表 1 SBR 法處理廢水實(shí)驗(yàn)三種不同曝氣方式下的進(jìn)水期、反應(yīng)期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)水樣 硫酸亞鐵銨滴定用量 (mLCOD Cr (mg/L COD Cr 去除率(%限制性 進(jìn)水蒸餾水空白 24.70 原配水樣20.67 162.49 0.00 進(jìn)水結(jié)束混合水樣 22.78 77.41 52.36 反應(yīng) 30 min水樣 24.00 28.22 82

9、.63 反應(yīng) 60 min水樣 23.32 55.64 65.76 反應(yīng) 90 min水樣 24.02 27.42 83.13 半限制性 進(jìn)水蒸餾水空白 26.17 原配水樣22.18 160.88 0.0 進(jìn)水結(jié)束混合水樣 24.94 49.59 69.2 反應(yīng) 30 min水樣 24.41 70.96 55.9 反應(yīng) 60 min水樣 24.60 63.30 60.7 反應(yīng) 90 min水樣 24.92 50.40 68.7 非限制性 進(jìn)水蒸餾水空白 26.17 原配水樣21.90 172.17 0.0 進(jìn)水結(jié)束混合水樣 24.90 51.21 70.3 反應(yīng) 30 min水樣 24.70

10、 59.27 65.6 反應(yīng) 60 min水樣 24.42 70.56 59.0 反應(yīng) 90 min水樣24.2577.4155.0說(shuō)明:本小組實(shí)驗(yàn)采用的是限制性進(jìn)水, 0.5h 進(jìn)水過(guò)程均不曝氣;灰底數(shù)據(jù)組是因?yàn)榈味〞r(shí)忘記加指示劑,滴定過(guò)頭(始刻度 0.02ml ,終刻度 25.20ml ,上表中記錄的 數(shù)據(jù)為在滴定過(guò)頭的水樣中補(bǔ)加指示劑后,再加入 5.00ml 重鉻酸鉀溶液,重用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液 進(jìn)行回滴(始刻度 0.08,終刻度 10.08 ,依此換算得到硫酸亞鐵銨滴定用量為 22.78mL 。800021( /(V V V C L mg COD -= 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析【不同曝氣

11、方式下進(jìn)水期、反應(yīng)期的廢水 COD 及其去除率變化分析】從圖 2、圖 3中我們可以發(fā)現(xiàn),從進(jìn)水期到反應(yīng)期結(jié)束,廢水中的 COD 下降都很明顯,中間反應(yīng)期 均有一定的回升;而 COD 去除率都較高,但中間會(huì)有一定的下降,然后再上升。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是:進(jìn)水期的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)半個(gè)小時(shí), 在進(jìn)水階段, 由于活性污泥具有巨大的表面積, 而表面積上又含有多糖類(lèi)的黏性物質(zhì),廢水中的 COD 與活性污泥接觸后,迅速被吸附于活性污泥及其他 游離微生物表面且部分被微生物吸收降解,所以在進(jìn)水階段結(jié)束后,測(cè)得廢水(30min 水樣中的 COD 相對(duì)原配水樣(0min 有明顯的下降,去除率上升到一個(gè)較高的值;在反應(yīng)階段,

12、活性污泥對(duì) COD 的吸 附達(dá)到飽和后,由于廢水中大分子有機(jī)物在微生物的作用下大都被分解成溶解態(tài)的小分子物質(zhì)(中間產(chǎn) 物,溶于水樣中使 COD 值回升;同時(shí),由于混合液中營(yíng)養(yǎng)物豐富,促使部分微生物呈游離狀態(tài),而不 能被離心分離的微生物,也可增加 COD 值,其后因?yàn)楸砻?COD 被吸收分解,持續(xù)吸附廢水中 COD ,廢 水的 COD 的去除率可能會(huì)再次上升。圖中不同進(jìn)水條件下廢水 COD 及其去除率比較, 在進(jìn)水期結(jié)束以后, 三種進(jìn)水條件下, 廢水中的 COD 的去除率關(guān)系是:非限制性與半限制性條件下 COD 去除率近似相等,大于限制性進(jìn)水條件。在非限制性 條件下,半限制性條件下,進(jìn)水時(shí)采用了

13、曝氣,而限制性進(jìn)水時(shí)未曝氣,而曝氣除了供氧,還有攪拌的作 用,攪拌下,廢水中的 COD 與活性污泥充分接觸并被吸附于活性污泥表面達(dá)到極限。在反應(yīng)期,非限制性、半限制性進(jìn)水條件下的廢水 COD 的去除率因大分子有機(jī)物在微生物的作用下 大都被分解成溶解態(tài)的小分子物質(zhì)(中間產(chǎn)物,溶于水樣中使 COD 值增加;而限制性進(jìn)水條件下,因 為系統(tǒng)開(kāi)始曝氣,廢水中的 COD 與活性污泥得到充分接觸使去除率繼續(xù)上升。隨后與其他兩種情況類(lèi)似 有反彈,在反應(yīng)末期,因?yàn)楸砻?COD 被吸收分解,持續(xù)吸附廢水中 COD ,廢水的 COD 的去除率可能會(huì) 再次上升。而三種情況相比較,限制性條件下的廢水 COD 去除率最高

14、這可能是因?yàn)?開(kāi)始時(shí)被活性污泥 吸附的是小而易被降解的有機(jī)物,隨著過(guò)程的進(jìn)行,這些有機(jī)物的分解消化大于另外兩種情況,所以造成 這種現(xiàn)象。C O D (m g /L 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 t (min 圖 2 不同曝氣方式下的進(jìn)水期、反應(yīng)期 SBR 的 COD 值變化圖 3 不同曝氣方式下的進(jìn)水期、反應(yīng)期 SBR 的 COD 去除率變化C O D 去 除 率 (m g /L 實(shí)驗(yàn)時(shí)間 t (min 【實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)源分析】本實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)源于水質(zhì) COD 測(cè)定,誤差來(lái)源主要可能是以下幾方面:(1 回流過(guò)程加入硫酸的速度沒(méi)有控制好,致使有少量低沸點(diǎn)有機(jī)物溢出(加硫酸時(shí)錐形瓶中有少量 煙冒出,說(shuō)明低沸點(diǎn)有機(jī)物的損

15、失不可忽略;(2 考慮到試驗(yàn)時(shí)間限制,回流加熱時(shí)間只有 1h (本應(yīng)為 2小時(shí),有機(jī)物的氧化可能不夠充分;(3 滴定終點(diǎn)的判斷誤差,依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)者觀(guān)察顏色變化的敏銳度,直接影響硫酸亞鐵標(biāo)準(zhǔn)液的濃度標(biāo) 定及水樣 COD 測(cè)定結(jié)果等;(4 本實(shí)驗(yàn)中測(cè)定進(jìn)水混合水樣的 COD 時(shí),滴定前忘記加指示劑導(dǎo)致滴定過(guò)頭,雖然組員們意識(shí)到 并采用補(bǔ)加指示劑及過(guò)量重鉻酸鉀溶液后用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液回滴的方法,得到了所需數(shù) 據(jù),但是依然給實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶入了不可忽略的誤差;(5 實(shí)驗(yàn)中所使用的移液管等各類(lèi)儀器設(shè)備本身帶入的移取試料、試劑體積的誤差。七、討論、心得活性污泥法(activated sludge proce

16、ss是以廢水中的有機(jī)污染物作為培養(yǎng)基,在有氧條件下,對(duì)微生物 群體進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng),形成活性污泥,再利用活性污泥在廢水中的凝聚、吸附、氧化、沉淀等作用,去除廢 水中的有機(jī)污染物,使廢水得到凈化的一種廢水處理方法?；钚晕勰嗉捌浠拘誀?活性污泥 (activated sludge是活性污泥法凈化有機(jī)廢水的主體。 它是由人工培養(yǎng)的好氧微生物及其吸附 的有機(jī)物組成的生物絮體。由于活性污泥形似污泥且富有生命力,故而得名。物理性狀:活性污泥猶如礬花,靜止后立即凝聚成較大的絨粒而下沉?；钚晕勰嗦詭嗤廖?黃色或褐色。曝氣 池污泥的相對(duì)密度約 1.002-1.003,可借重力沉淀?；钚晕勰嘟q粒的粒徑大體在 0.

17、02-0.2mm 范圍,比表面積 為 20-100cm2/mL,對(duì)污染物具有較強(qiáng)的吸附能力。沉淀和濃縮是活性污泥的重要功能。污泥沉降比 (sludge volume, SV :指用筒取 100mL 混合液,靜止 30 min后測(cè)得的沉淀活性污泥的體積 與混合液體積之比,以 %計(jì)。污泥體積指數(shù) (sludge volume index, SVI :指 1 g懸浮固體(干重所占有的體積(濕體積,以 mL/g計(jì)。正?；钚晕勰嗵卣?SV 30%左右、 SVI 100 mL/g左右。生物性狀:活性污泥中棲息著眾多微生物,它是一個(gè)以細(xì)菌為主的微生物群體,包括酵母菌、放線(xiàn)菌、霉菌、原 生動(dòng)物和后生動(dòng)物。這些

18、微生物構(gòu)成了一個(gè)具有特定功能的微生物生態(tài)系統(tǒng)。在活性污泥中,細(xì)菌含量為 107-108個(gè) /mL,原生動(dòng)物含量約 103個(gè) /mL。污泥膨脹及其控制:污泥膨脹 (sludge bulking: 指活性污泥密度很低而沉淀緩慢的現(xiàn)象。絲狀菌性污泥膨脹 (filamentous bulking: 在活性污泥中,絲狀菌生長(zhǎng)過(guò)快,污泥以絲狀菌為主,絲狀 菌與非絲狀菌比例失調(diào),絮體變得松散,沉淀性能惡化,污泥體積膨脹。實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：SBR 處理廢水實(shí)驗(yàn) 姓名：王 義 學(xué)號(hào)：3071401071 水漲性污泥膨脹(viscous bulking: 活性污泥積蓄高粘性的多糖類(lèi)物質(zhì)，帶有許多氫氧基，與水的結(jié)合 力很強(qiáng)

19、，是一種十分穩(wěn)定的親水膠體。活性污泥被高粘性多糖類(lèi)物質(zhì)覆蓋后，體積顯著增大，結(jié)合水比正 ?；钚晕勰喔邘妆丁?絲狀菌性污泥膨脹的成因： 廢水濃度過(guò)高時(shí)，曝氣池缺氧抑制菌膠團(tuán)細(xì)菌生長(zhǎng)，促進(jìn)耐低氧的球衣細(xì)菌的繁殖； 廢水濃度過(guò)低時(shí)，活性污泥絮體內(nèi)的菌膠團(tuán)細(xì)菌得不到足夠的養(yǎng)料，絲狀細(xì)菌則能通過(guò)形成長(zhǎng)長(zhǎng) 的絲狀體來(lái)增大表面積，加強(qiáng)對(duì)養(yǎng)料的吸收。 絲狀菌性污泥膨脹機(jī)制的比表面學(xué)說(shuō)：在單位體積中，絲狀細(xì)菌的比表面積大于菌膠團(tuán)細(xì)菌，在對(duì)限 制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)吸收上具有優(yōu)勢(shì)； 絲狀細(xì)菌的生長(zhǎng)和繁殖會(huì)超過(guò)菌膠團(tuán)細(xì)菌而成為活性污泥的優(yōu)勢(shì)菌 群，疏松的菌絲體導(dǎo)致活性污泥密度下降，即絲狀菌性污泥膨脹。比表面學(xué)說(shuō)可解釋低

20、基質(zhì)濃度，氮、磷 缺乏引起的絲狀菌性污泥膨脹。 八、思考題： 1、SBR 法與傳統(tǒng)活性污泥法相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 傳統(tǒng)活性污泥法處理流程包括曝氣池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系統(tǒng)等組成部分，具體見(jiàn)圖 3 所示；與傳統(tǒng)活性污泥法不同，SBR 技術(shù)采用時(shí)間分割的操作方式替代空間分割的操作方式，非穩(wěn)定生 化反應(yīng)替代穩(wěn)態(tài)生化反應(yīng)，靜置理想沉淀替代傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)沉淀。 空氣 進(jìn)水 沉 淀 池 出水 曝氣池 回流污泥 剩余污泥 圖 3 傳統(tǒng)活性污泥法基本流程 它的主要特征是在運(yùn)行上的有序和間歇操作，SBR 技術(shù)的核心是 SBR 反應(yīng)池，該池集均化、初沉、 生物降解、二沉等功能于一池，無(wú)污泥回流系統(tǒng)。正是 SBR 工藝這些特殊性使其具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推動(dòng)力增大，效率提高，池內(nèi)厭氧、好氧處于交替狀態(tài)，凈化效果好。 2）運(yùn)行效果穩(wěn)定，污水在理想的靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，需要時(shí)間短、效率高，出水水質(zhì)好。 3）耐沖擊負(fù)荷，池內(nèi)有滯留的處理水，對(duì)污水有稀釋、緩沖作用，有效抵抗水量和有機(jī)污物的沖擊。 4） 工藝過(guò)程中的各工序可根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行調(diào)整，運(yùn)行靈活。 5） 處理設(shè)備少，構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)管理。 6） 反應(yīng)池內(nèi)存在 DO、BOD5 濃度梯度，有效控制活性污泥膨脹。 7） SBR 法系統(tǒng)本身也適合于組合式構(gòu)造方法，利