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SBR工艺处理有机废水的试验一、实验目的1．本实验为城市生活污水处理的模仿实验，通过收集校园内的生活污水，采用SBR工艺对其进行处理；2．通过本实验，让学生对城市生活污水的处理工艺有较深入的了解，特别是对SBR工艺的操作和调控，从而培养学生的动手能力；3．掌握并能熟练测定常规水质指标：DO,浊度,PH,SV、温度等；4．在实验中遇到问题时，能用所学知识分析出原因，并且对其进行解决，培养理论联系实际和分析问题的能力；二、实验原理SBR是序批式间歇活性污泥法的简称。主要运用在以下几个污水处理领域：城市污水；工业废水，主要有味精、啤酒、制药、焦化、餐饮、造纸、印染、洗涤、屠宰等工业的污水处理。SBR工艺由按一定时间顺序间歇操作运行的反应器组成。SBR工艺的一个完整操作过程，亦即每个间歇反应器在处理废水时的操作过程包括如下5个阶段：进水期—反应期—沉淀期—排水排泥期—闲置期。(1)进水期(F)将原污水或经过预处理以后的污水引入反应器。此时反应器中已有一定数量、满足处理要求的活性污泥，其体积一般为SBR反应器有效容积的50%左右，即充水的量约为反应器容积的一半。由于SBR工艺是间歇进水的，即在每个运行周期之初将污水在一个较短的时间内投入反应器，待反应器充水到一定位置后在进行下一步的操作过程。而在每个运行周期末，经过反应、沉淀、排水排泥及闲置过程后，反应器中保留了一定数量的活性污泥。充水所需的时间随处理规模和反应器容积的大小及被处理的废水水质而定，一般为数小时。为防止在充水期间污染物的积累对反应过程产生抑制作用，还可考虑在此期间对SBR反应器进行曝气。根据开始曝气的时间与充水过程时序的不同，有三种不同的曝气方式。即(1)非限量曝气——边充水边曝气，在充水开始时即进行曝气；(2)限量曝气——待充水阶段结束后开始曝气；(3)半限量曝气——在充水阶段的中、后期开始曝气。(2)反应期(R)反应期是在进水期结束后或SBR反应器水位达到设计值后，开始进行曝气，或根据处理要求控制不同的运行方式（如考虑脱氮或除磷时，除需要曝气外还需在特定的时间停止曝气或进行搅拌等）。实行对有机污染物等的生物降解和转化。在反应阶段，活性污泥微生物周期性地处于高浓度及低浓度基质的环境中，反应器也相应地形成厌氧—缺氧—好氧的交替运行过程，使其不仅具有良好的有机物处理效能，而具有良好的除磷脱氮效果。反应期所需的时间是SBR处理工艺运行和控制的重要工艺设计参数。其取值的大小将直接影响处理工艺运行周期的长短和处理效能。反应时间可通过对不同类型的废水进行研究，求出不同时间内污染物浓度随时间的变化规律来确定。对于以有机物去除为目标的城市污水处理而言，所需的反应期时间通常为4~6h。(3)沉淀期(S)与传统活性污泥法处理工艺一样，沉淀过程的功能是澄清出水、浓缩污泥。SBR工艺中，由于无需污泥回流系统，因而其更重要的是保证澄清的出水。SBR反应器本身就是一个沉淀池，它避免了在连续流活性污泥法中泥水混合液必须经过管渠进入沉淀池的过程，因而有效地保证了污泥良好絮凝性作用的发挥。此外，该工艺中污泥的沉将过程是在比连续流沉淀更为理想的状态下进行的，因而受外界的干扰甚小，具有沉降时间短、沉淀效率高的优点。沉淀期所需的时间应根据污水的类型及处理要求而具体确定，一般为1~2h。(4)排水、排泥期(D)沉淀期结束后，先将反应器中相当于充水期进水反应器的上清液排出反应器，并恢复至周期初始时的最低水位，而该水位须高于沉淀后污泥层，以形成一定的保护高度。反应器内的沉淀污泥大部分作为下一运行周期的回流污泥，同时为保持反应器基本恒定的污泥量，需及时排除剩余污泥。一般而言，SBR反应器中经沉淀后的活性污泥体积为反应器容积的50%左右。在排水、排泥工序，停止曝气和搅拌，使混合液处于静止状态，活性污泥与水分离，相当于二次沉淀池的作用。经过沉淀后的上清液作为处理出水排放，沉淀的污泥作为种泥留在曝气池内，起到回流污泥的作用。排水、排泥期所需时间一般为1～2h。(5)闲置期(I)闲置期的功能是在静置无进水的条件下，使微生物通过内源呼吸作用恢复其对污染物良好而快速的吸附能力，同时在缺氧（或厌氧）条件下实现部分的反硝化而进行脱氮或利于磷的释放，为下一个运行周期创造良好的出水条件。通过闲置期后的活性污泥处于一种营养物的饥饿状态，单位重量的活性污泥具有很大的吸附表面积，因而一旦进入下一个运行周期的进水期时，活性污泥便可充分发挥其较强的吸附能力而可获得有效地初始去除效果。闲置期的设置是保证SBR工艺处理出水水质的重要组成部分，其所需的时间取决于所处理的污水种类、处理负荷和所要达到的处理效果。SBR作为废水处理方法具有下述主要特点：在空间上完全混合，时间上完全推流式，反应速度快，为获得同样的处理效率SBR法的反应池理论明显小于连续式的体积，而且池越多，SBR的总体积越小。工艺流程简单，构筑物少，占地面积小，造价低，设备费管理运行费用低。静置沉淀，分离效果好，出水水质好。运行方式灵活，可生成多种工艺路线。同一反应器仅通过改变运行工艺参数就可以处理不同性质的废水。由于进水结束侯，原水与反应器隔离，进水水质水量的变化对反应器不再有任何影响，因此工艺的耐冲击负荷能力高。间歇进水、排放以及每次进水只占反应器的2/3左右，其稀释作用进一步提高了工艺对进水冲击负荷的耐受能力。另一方面，SBR法能有效地控制丝状菌的过量繁殖，这一特征是由于缺氧好氧并存、反应中底物浓度大、泥龄短、比增长速率大决定的。SBR工艺一个运行周期内的五个阶段三SBR设备性能与主要技术参数1废水SBR处理实验装置，外型尺寸为：850×650×1550mm，反应器尺寸为：直径150mm、高度900mmSBR处理实验装置外形图1、控制柜2、排泥阀3、冲洗阀4、进气阀5、布气管6、反应器7、开关8、指示灯9、液体流量计10、排水阀11、进液阀12、产品铭牌13、气泵14、水箱15、水泵16、电控箱17、气体流量计SBR处理实验装置流程图四试验步骤1.按下表培植污水，或以校园污水水质为原水。同时对原水的溶解氧DO、pH、浊度等进行测量。表1进水水质的配制药剂名称投加浓度/mg/L药剂名称投加浓度/mg/L葡萄糖200～650三氯化铁0.8～2.5硫酸铵72～215氯化钙0.2～0.5磷酸二氢钾12.5～37.5硫酸镁0.2～0.52.活性污泥的培养阶段，活性污泥自污水厂取来后，放入SBR反应器或别的容器中进行培养，以有机水废水和葡萄糖作为营养源。驯化实验每天循环2次，运行周期为12h，运行状态为进水和出水共0.5h，曝气6h，厌氧搅拌1h，沉淀0.5h，闲置4h。在培养期间，需要观察活性污泥的生长情况，需采集一次污泥样品，进行生物相的观察，以及30分钟污泥沉降比（SV30）和污泥浓度的测定。通过这些数据判断其生长是否良好，有无发生污泥膨胀现象，并根据分析结果采取相应的改进措施。同时，还需对培养过程中的一些基本数据进行测定，主要的测定项目有：溶解氧DO,进出水的COD、NH3－N等，根据这些数据的一些变化来判断工况运行的是否正常以及污泥是否已经培养完成。3.加入人工配制的污水或校园污水进入低位水箱，按下水泵开关，把低位水箱的污水打入高位水箱，再通过流量计调节流量大小，进入SBR反应器。4.启动气泵，按下气泵开关按钮，打开进气阀，调节气体流量计开始进行曝气。在曝气过程中对曝气量、活性污泥沉降比、DO、pH和水温等进行测量。5在经一定的曝气时间，即污水的最佳曝气时间(如2，3，4小时等)后关掉气泵，溶液沉淀一定时间（如0.5，1小时等），再用抽吸泵排出混合液的上清液。对出水中的pH和浊度进行测量。五试验结果与记录原水水质SBR反应器内出水水质体积L浊度NTUDOmg/LpH水温0C曝气量m3/hpHDOmg/LSVpH浊度NTU六试验思考与分析1.SBR工艺脱氮除磷的机理？2.对本试验进行思考分析及试验改性方法？