SBR实验方案

间歇式反应启动好氧活性污泥第二大组第一小组：孙佳琳、谢榕洁、罗卓婷、张桂烽、刘小辉一、实验目的：1、了解间歇式反应启动好氧活性污泥的方法；2、掌握SBR间歇式曝气池运行的五个工序。3、掌握常规污泥性质（SV30、MLSS、SVI）的测定方法。二、实验原理：SBR工艺即序批式活性污泥法，该池集水质均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀等功能于一体，整个工艺简洁，运行操作可通过自动控制装置完成，管理简单。序批式活性污泥法中“序批式”包括两层含义：一是运行操作在空间上按序列、间歇的方式进行，由于污水大都是连续或半连续排放，处理系统中至少需要2个或多个反应器交替运行，因此，从总体上污水是按顺序依次进入每个反应器，而各反应器相互协调作为一个有机的整体完成污水净化功能，但对每一个反应器则是间歇进水和间歇排水；二是每个反应器的运行操作分阶段、按时间顺序进行，典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成，即进水阶段、曝气反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段，从第一次进水开始到第二次进水开始称为一个工作周期。SBR工艺是基于以悬浮生长的微生物在好氧条件下对污水中的有机物、氨氮等污染物进行降解的废水生物处理活性污泥法的工艺。SBR间歇式曝气池的五个工序。活性污泥是活性污泥处理技术的核心。活性污泥是由具有活性的微生物、微生物自身氧化的残留物、吸附在活性污泥上的不能被微生物降解的有机物组成的。其中微生物是活性污泥的主要组成部分。在微生物群体新陈代谢功能的作用下，使活性污泥具有将有机污染物转化为稳定的无机物质的能力。污水处理系统主要依靠细菌起净化和絮凝作用，而原生动物和后生动物靠吞噬可溶性有机物和游离的细菌生存。这些微生物在活性污泥上形成了食物链和相对稳定的生态系统。SBR法污水处理技术有效运行的基本条件是反应器中有足够量的呈悬浮状的活性污泥好氧颗粒，通过选取一种或几种驯化方式，使来自其他活性污泥工艺的活性污泥经过一段时间在反应器内形成球形或椭球形的好氧颗粒，同时，污泥的性能（包括出水COD、活性、沉降性能）得到明显改善。进水工艺曝气反应工艺沉淀工艺排水工艺污泥闲置工艺所谓活性污泥的培养,就是为活性污泥的微生物提供一定的生长繁殖条件,即营养物质、溶解氧、适宜的温度和酸碱度等,在这种情况下,经过一段时间就会有活性污泥形成,并且在数量上逐渐增长,并最后达到处理废水所需的污泥浓度。生活污水厂的培菌过程较为简单,可在温暖季节,先使曝气池充满生活污水,闷曝(即曝气而不进污水)数小时后即可连续进水。进水量从小到大逐渐增加,连续运行数天后即可见活性污泥开始出现并逐渐增多。由于生活污水营养合适,所以污泥很快就会增长至所需的浓度,为了加快这一进程,还可适当增加培菌初期所需营养物的浓度,设有初沉池的处理系统可让废水超越初沉池而直接进入曝气池。培菌时期(尤其是初期),由于污泥尚未大量形成,污泥浓度较低,故应控制曝气量,使之大大低于正常运行期的曝气量。三、实验仪器与试剂：仪器：1、SBR法实验装置及计算机控制系统1套；2、COD测定仪或测定装置及相关药剂；3、pH计；4、DO测定装置。试剂：1、活性污泥；2、葡萄糖；3、尿素；4、KH2PO4。四、实验步骤：1、以葡萄糖作为碳源驯化培养活性污泥采用人工配水，以葡萄糖为碳源的模拟生活污水，另加尿素作为氮源，KH2PO4作为磷源。实验中COD：N：P=100:5:1，葡萄糖的浓度为103.3mg/L时COD浓度为100mg/L。2、从污水处理厂取来的活性污泥约7L置于反应器中，加入自来水13L线，加入葡萄糖10g、尿素1g、KH2PO40.4g。实验进行过程中，反应器的平均温度在室温，pH值控制在6.8~7.8，溶解氧控制在2~6mg/L。进水总COD约为500mg/L，1d为1个周期，每个周期换水5L，按照快速进水、厌氧搅拌5min、曝气20h、沉淀4h、快速排水进行操作。污泥培养驯化的时间位7d。3、每个周期取20mL进水水样和出水水样测其COD。4、对培养后的污泥进行等SV30、SVI、MLSS及生物相观测，以了解污泥的性能。培养驯化结束的判断：一般以有机物的去除率(COD的去除率)、活性污泥浓度(MLSS)、30min沉降比(SV30)和污泥中的微生物相的综合情况来判断，当COD的去除率达到85%以上，MLSS到3000mg/L以上，SV30在20%左右，污泥呈黄褐色，絮凝和沉淀性能良好，上清夜清澈透明，泥水界面清晰，镜检菌胶团密实，镜检可以观测到钟虫、轮虫存在即可认为培养驯化结束。测定步骤：快速消解分光光度法测COD:1、具密封塞的加热管：50ml2、锥形瓶3、COD仪4、恒温定时加热装置1、重铬酸钾标准溶液（2/6K2CrO7=0.1000mol/L）:称取经120℃烘干2h的基准或者优级纯的K2CrO74.903g，用少量的水溶解，移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，摇匀。2、硫酸亚铁铵标准溶液[（NH4）2Fe（SO4）26H2O]=0.1mol/L。称取39.2g分析纯（NH4）2Fe（SO4）26H2O溶解于水中，加入20.0ml浓硫酸，冷却后移入1000ml容量瓶中，用水稀释至标线，临用前用0.1000mol/L的K2Cr2O7标定。3、消解液：称取19.6g重铬酸钾，50.0g硫酸铝钾，10.0g钼酸铵，溶解于500ml水中，加入200ml浓硫酸，冷却后，转移至1000ml容量瓶中，用水稀释至标线。该溶液重铬酸钾浓度约为0.4mol/L另外取9.8g，2.45g重铬酸钾（硫酸铝钾，目酸铵称取量同上），按照上述方法分别配制重铬酸钾的浓度是0.2mol/L，0.05mol/L的消解液，用于测定不同COD值的水样。4、Ag2SO4-H2SO4催化剂：称取8.8g分析纯Ag2SO4，溶解于1000ml浓硫酸中。5、邻菲啰啉指示剂：称取0.695g分析纯FeSO47H2O和2.485g邻菲啰啉溶解于水，西施至100ml，贮于棕色瓶中。6、掩蔽剂：称取10.0g分析纯HgSO4，溶解于100ml10%的硫酸中。1.测定管试剂的配制。在一支消解管中按实验要求加入重铬酸钾溶液+硫酸汞溶液和硫酸银+硫酸溶液，拧紧盖子，轻轻摇匀，冷却至室温，避光保存。在使用前应将混合试剂摇匀。配制硫酸溶液（硫酸与水体积比1：9）代替硫酸汞溶液，该试剂在常温避光条件下可稳定保存1年.2.打开加热器预热到设定的165℃3.选定预装混合试剂，摇匀试剂后再拧开消解管管盖。4.量取相应体积的CODCr标准系列溶液（试样）沿消解管内壁慢慢加入管中。5.拧紧消解管管盖，手执管盖颠倒摇匀管中溶液，用无毛纸擦净管外壁。6.将消解管放入165℃的加热器的加热孔中。加热器温度略有降低!待温度升到设定的165℃时，计时加热30min。7.待消解管冷却至60℃左右时，手执管盖颠倒摇动消解管几次!使消解管内溶液均匀，用无毛纸擦净管外壁、静置、冷却至室温8.高量程方法在600nm波长处!以水为参比液，用光度计测定吸光度值。SV30的测定:取混合均匀的泥水混合液100mL置于100mL量筒中，静置30min后，观察沉降的污泥占整个混合液的比例，记下结果。SV30=V(污泥体积)/100*100%正常曝气池污泥沉降比在30%左右。MLSS的测定:就是单位体积的曝气池混合液中所含污泥的干重，实际上是指混合液悬浮固体的数量，单位为mg/L。a．将滤纸放在105℃烘箱中干燥至恒重。b．将该滤纸剪好平铺在布氏漏斗上，称量并记录(W1)。c．将测定过沉降比的100mL量筒内的污泥全部倒人漏斗，过滤(用水冲净量筒，水也倒人漏斗)。d．将载有污泥的滤纸移入烘箱(105℃)中烘干恒重，称量并记录（W2）。计算污泥浓度：VW-WMLSS(mg/L)12式中:W1——滤纸的净重，mg；W2——滤纸及截留悬浮物固体的质量之和，mg。V——水样体积，本实验为100mL。SVI的测定:污泥指数全称污泥容积指数，是指曝气池混合液经30min静沉后，1g干污泥所占的容积(单位为mL/g)。计算式如下:)g/L(10MLSS)mL/L(10(%)SVSVI3-五数据记录与处理表一污泥培养测COD时间/d1234567COD值539174134127573515原COD值1042104210421042104210421042去除率/%48.383.387.187.894.596.698.6表二动力学水样COD时间/min0102030507090COD值12241112107210371000721626去除率/%09.212.415.318.341.148.91.SV301000mL泥水沉降30min得到360ml的泥%36%100100036030SV2.MLSS100mL的泥水得到(1.4855-0.7900)g的干污泥LmgLmgVWWMLSS/855.141.04855.1123.所以，SVIgmLLgMLSSLmLSVSVI/3.242/10/10330六结果与讨论1.由表2数据可看出，培养出来的活性污泥降解性能较高，从培养周期的第5天开始，COD去除率已可达90%以上。2.实验中活性污泥的沉降比为36%，属较正常现象。通常认为SVI值为100~150时，污泥沉降性能良好；SVI值大于200时，污泥沉降性能差，本实验中测得SVI值为242.3，污泥沉降性能较差。分析原因可能是：长达20h的曝气过程中，搅拌速度过大，导致污泥不能很好地沉降下来。一开始所使用的污泥已老化。3.由表2数据制得以下SBR反应动力学测定图，由图中可知，在前50min中反应速率较慢，50~70min中反应速率较快，70min之后反应速率开始趋于缓慢，COD去除率趋于50%。