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1环境工程学设计性实验实验方案实验小组:第三小组成员:赖洁陈茜梓杨怀陈小英周远洋王家兴郭真奋吴丹张丹陈焱古娟姜芳芳黄俊杰2一、实验目的1、掌握水样采集、贮藏以及各种水质监测技术与方法；2、掌握相关药品的配制和仪器的使用;3、掌握活性污泥的培养及驯化方法，以及解决在运行过程中可能的各种情况的能力；4、掌握SBR法净化水质的方法及操作；5、培养组员参与调研的素质及合作能力，养成较好的实验习惯。二、实验目标通过SBR法的处理，使十字河水的出水水质达到国家二级标准，即pH为6—9，SS≤80mg/L，COD≤60mg/L，BOD5≤30mg/L，氨氮≤25mg/L，总磷≤1.0mg/L.三、实验内容•1、十字河水的水质分析：COD（化学需氧量）、BOD5（生化需氧量）、DO（溶解氧）、SS（悬浮固体）、总磷、浊度、pH、水温、十字河水平均流量L/h；•2、选择和确定十字河水的最佳混凝工艺条件（最适宜混凝剂、最佳pH条件、最佳混凝剂投加量）；•3、确定污水α（氧转移系数的修正系数）β（污水中氧的饱和度的修正系数）；•4、活性污泥的培养与驯化；•5、确定处理的污水量、MLSS污泥浓度、污泥龄、pH、营养元素配比、DO、曝气时间、沉淀时间等；•6、生化处理后的出水水质分析：COD、BOD5、DO、SS、NH3-N、总磷、浊度、pH、水温；•7、SBR法活性污泥设备运行中的DO、MLSS（活性污泥浓度）、SV（污泥沉降比）、SVI（污泥指数）、C：N：P的比例、镜检等；•8、SBR法活性污泥设备运行中的管理。四、实验测定参数及其方法•1、流量：容积法（L/h）仪器：秒表、污水采样桶步骤：以污水采样桶采样时开始计时，采样结束后记录其用时，根据取水体积计算流量，以多次采样数据取其平均流量。•2、水温：温度计法（℃）仪器：温度计步骤：温度计插入污水液面以下，待其水银柱高度稳定后读其读数。•3、浊度：浊度仪法仪器：浊度仪步骤：取污水原液，混合均匀，以蒸馏水进行零度校准，测其浊度。•4、pH：pH计法仪器：pH计步骤：用标准的酸碱缓冲溶液先进行校准，再用其测定污水pH值。•5、SS：重量法（mg/L）3仪器:抽滤装置、烘箱、量筒、电子天平步骤：取两张中速滤纸，修剪后称量，记录其质量；取1000ml污水，打开抽滤装置，抽滤后，将滤纸置于烘箱烘干，称量，计算其质量差，求得SS值。•6、COD：重铬酸钾法试剂：0.2500mol/L重铬酸钾标准溶液、Ag2SO4—H2SO4、试亚铁灵指示剂、0.1mol/L硫酸亚铁铵标准溶液等仪器：250ml全玻璃回流装置、电炉、锥形瓶、50ml酸式滴定管、移液管等步骤：20.00ml水样+10.00ml重铬酸钾标准溶液+数粒玻璃珠+30ml硫酸-硫酸银溶液（冷凝管上口加入）于磨口回流锥形瓶中，加热回流2h，冷却后，用90ml水冲洗冷凝管壁，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵溶液滴定，颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点。用20.00ml蒸馏水以同法做空白试验。•7、DO：碘量法试剂：MnSO4、碱性KI、Na2S2O3标准溶液、1+5硫酸仪器：溶解氧瓶、酸式滴定管、锥形瓶、移液管等步骤：将十字河水注满溶解氧瓶，用吸量管插入液面以下加入1ml硫酸锰溶液、2ml碱性碘化钾溶液，颠倒混合，静置。在液面以下加入2.0ml硫酸，混合均匀，至沉淀全部溶解，于暗处静置5min，取100.00ml上述溶液，用硫代硫酸钠标液滴定至淡黄色，加入1ml淀粉溶液，继续滴定至蓝色刚好退去即为终点。•8、BOD5：五日培养法•试剂：与测DO相同•步骤：污水经稀释后注入溶解氧瓶，于20℃生化培养箱中培养五天，再测定其DO值，计算其BOD5.•9、总磷：钼锑抗分光光度法试剂：钼酸铵，酒石酸锑氧钾，抗坏血酸，硫酸钾步骤：分别取2ug/ml磷酸标准液0.00、0.50、1.00、1.50、2.00、2.50、3.00ml于50ml比色管中，加水稀释约25ml，加1ml混合试剂，摇匀后放置10min，加水稀释至刻度，摇匀，放置10min后，以试剂空白作参比，于880nm处测定吸光度，绘制标准曲线。量取100ml水样两份，另取100ml蒸馏水作对照，分别加入1ml2mol/L硫酸，3g（NH4）2S2O8，微沸1h，补加蒸馏水使体积为25—50ml，再加热数分钟，冷却后，加一滴酚酞，用6mol/LNaOH将溶液中和至微红色，再滴入2mol/LHCl使微红色恰好褪去，转入100ml容量瓶中，稀释至刻度，移取25ml于50ml比色管中，加1ml混合试剂，摇匀后放置10min，加水稀释至刻度，摇匀，放置10min后，以试剂空白作参比，于880nm处测定吸光度。仪器：分光光度仪•10、MLSS（活性污泥浓度）SV（污泥沉降比）：1000ml混合液，沉淀30min，测其污泥体积SVI（污泥指数）:SV*10/MLSS•11、混凝实验仪器：六联搅拌器、浊度仪、酸度计、烧杯、移液管、注射针筒、温度计4试剂：10%硫酸铝、10%三氯化铁、盐酸10%（质量分数）、氢氧化钠10%（质量分数）步骤：(1)混凝剂的确定在硫酸铝、三氯化铁两种混凝剂中，确定一种最佳混凝效果的混凝剂。a.确定原水特征，即测定原水的浊度、温度、pH值；b.用两只500ml的烧杯，分别取200ml原水，将装有水样的烧杯置于混凝仪上。c.分别向两只烧杯中加入硫酸铝、三氯化铁，每次加1.0ml，同时进行搅拌（中速150r/min,5min）,直到其中一个出现矾花，这时记录下每个试样中混凝剂的投加量。d.停止搅拌，静止10min。e.用50ml注射针筒抽取上清液，用浊度计测出三个水样的浊度。f.根据测得的浊度确定最佳混凝剂。(2)、确定混凝剂的最佳用量a.用六只1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于混凝仪上。b.采用实验1中选定的最佳混凝剂，按不同的投加量（依次按25%～100%的剂量）分别加入到800ml原水中，利用均分法确定此组实验的6个水样的混凝剂投加量。c.启动搅拌器，快速搅拌约300r/min,0.5min,中速搅拌约150r/min,5min,慢速搅拌约70r/min,10min。d.搅拌过程中，注意观察“矾花”的形成过程。e.停止搅拌，静止沉淀10min，然后用50ml注射针筒分别抽取6个烧杯中的上清液，同时用浊度计测定水的剩余浊度。(3)、最佳pH值的影响a.用六只1000ml烧杯，分别取800ml原水，将装有水样的烧杯置于混凝仪上。b.调整原水pH值，用移液管依次向1#、2#、3#装有原水的烧杯中，分别加入2.5ml、1.5ml、1.0mlHCl，再向4#、5#、6#装有原水的烧杯中，分别加入0.2ml、0.7ml、1.2mlNaOH。c.启动搅拌机，快速搅拌约300r/min,0.5min，随后停机，从每只烧杯中50ml水样，依次用酸度计测定各水样的pH值。e.用移液管依次向装有原水烧杯中加入相同剂量的混凝剂，投加量照最佳投药量实验中得到出的最佳投加量而确定。f.启动搅拌器，快速搅拌约300r/min,0.5min,中速搅拌约150r/min,10min,慢速搅拌约70r/min,10min。g.静止10min，用50ml注射针筒抽出烧杯中的上清液（共抽三次约150ml）放入200ml烧杯中，同时用浊度仪测定剩余水的浊度，每只水样测三次。•12、氧传质系数α和β实验仪器：鼓风机、转子流量计、曝气筒、温度计、秒表、针筒、溶解氧仪试剂：无水亚硫酸钠、氯化钴步骤：(1)、分别将待曝气污水和清水注入曝气筒，水位相同；(2)、分别从两个曝气筒取样测溶液溶解氧浓度，计算脱氧剂无水亚硫酸钠和催化剂氯化钴的投加量，计算公式：2Na2SO3+O2=2Na2SO4;由化学方程式可得亚硫酸钠的用量：g=(1.1～1.5)G×8(mg/L);G:水中含氧量mg/L(3)、氯化钴的用量=0.1×V（mg）;V:水的总体积L。5（4)、将所得脱氧剂用温水化开，加入曝气筒中，并加入计算好的催化剂，充分混合，反应大约10min。（5）、待曝气筒内溶解氧降至0后，打开鼓风机，调节气量同时向两个曝气筒曝气，并开始计时，当时间为1、2、3、4、5、7、9、11……取样测定溶解氧浓度，直到溶液中溶解氧浓度稳定（饱和）为止，并将清水中饱和值记为CS及污水中的饱和值记为C`S五、实验流程六、注意事项1、小组各成员应按时保质完成任务，积极配合，以严谨及实事求是的态度进行调研；2、配制试剂时应细心仔细，按照标准配制及贮藏；3、实验数据的测定及记录应完整且真实准确；4、取水样及各步骤的操作应注意人身安全，规范操作。七、实验操作及步骤（一）十字河水原水水质分析•时间：2013年3月31日、4月4日•步骤：（略）•内容：1、平均流量：2、水温：18.1℃3、pH：7.234、浊度：43.4NTU5、SS:108mg/L6、COD：348.6mg/L7、DO:5.541mg/L8、BOD5:137.6mg/L9、总磷：4.82mg/L10、氨氮：21.94mg/L11、BOD5/COD=0.395十字河水水质分析取水样对十字河水进行混凝研究取水样第一步第二步对十字河水修正系数α、β测定第三步取水样活性污泥的培养与驯化第四步SBR法SBR法污水处理运行参数分析与管理第五步处理达标排放实验步骤示意图6由BOD5/COD=0.395可知，十字河水的生化性处理效果较好，可以采用生化处理方式对十字河水进行处理。（二）混凝试验•时间：2013年4月10日•步骤：（略）•内容：最佳混凝剂：10%FeCl3最佳用量：2.13ml/500ml最佳pH值：4.51结论：由于此前所测SS数据较小，且在混凝试验中所需混凝剂量很小，所以不需要进行悬浮颗粒的沉淀去除，可直接进行生化处理。（三）氧传递系数的确定•时间：2013年4月10日•步骤：（略）•内容：α（氧转移系数的修正系数）=0.83β（污水中氧的饱和度的修正系数）=0.90结论：根据十字河水氧转移系数α和污水中氧的饱和度的修正系数β的实验结果判断，该废水不需要进行除油处理。因为这两个数据较大，对氧的转移溶解影响不是很大，可以忽略其影响。（四）活性污泥的培养及驯化•培养方法间歇培养法•培养条件BOD5=150--200mg/L左右C：N：P=(100～200)：5：(0．8～0．1)pH=（6.8-7.8）•操作步骤1、闷曝操作•在曝气池中加入2/3的十字河水，加入37.8g葡萄糖等•加入活性污泥约2.1kg，直接放入曝气池中。此时，污泥量约3000mg/L左右，并启动鼓风机进行曝气，曝气量以保证污泥不沉降为准，闷曝24小时。•连续曝气24小时后。停止曝气，静置1小时，尽量排出上层清液，加入用葡萄糖（每次减少6.3g）配好的自来水；•再进行曝气，第二次曝气18h，重复上述操作；第三次曝气14h，第四次曝气10h,重复上述操作；停止曝气，沉降1h，看出水是否清澈，泥水是否易分离，观察镜检时其微生物组成和活性，若混合液清澈易分离，镜检时微生物种类多，出现较多菌胶团和多种细菌，且活性较强，污泥呈褐色，触感较好，有弹性，则驯化完成，否则继续重复操作，直至驯化成功。•注：（1）此过程大约3—5天；（2）鼓风机机体温度不能高于50℃，否则停泵降温，待温度下降后，方能继续试验。•活性污泥培养驯化期间注意事项（1）培养初期由于污泥尚未形成，产生的污泥处于离散状态，则曝气量不宜太大，控制在设计曝气量的一半，否则不易形成污泥絮7体；（2）进行镜检观察微生物变化情况，并测定SV、MLSS等指标，重点是菌胶团的致密程度和后生动物出现的比重；（3）达到设计浓度并不代表试运行已完成，应当以出水水质相当长时间达到设计指标为运行完成标志；（4）活性污泥成熟标志沉淀分离较易，出水清澈、透明；出水中BOD5一般小于20mg/L;污泥呈褐色，手感有弹性，均匀悬浮于水体中，污泥具有土腥味；显微镜下观察有一定数量的后生动物，如钟虫等，微生物非常活跃。（五）SBR法活性污泥生化处理的模拟运行•SBR法周期的确定：（h）污水进水