SBR法处理废水实验

1、专业： 环境工程 姓名： 王 义 学号： 日期： 2010-6-4 地点： 中心北楼513 实验报告课程名称： 水处理工程实验 指导老师： 胡宏 成绩：_实验名称： SBR处理废水实验 类型：_同组学生姓名： 陈巧丽、林蓓 一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、主要仪器设备（必填）四、操作方法和实验步骤五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析（必填）七、讨论、心得一、实验目的和要求装 订 线SBR 是序批式间歇活性污泥法的简称。间歇性活性污泥法是一种间歇运行的生物处理工艺，运行时，污水分批进入池中，经活性污泥净化，到净化后的上澄液排出池外，完成一个运行周期，每个运行周期可划分

2、为进水期、反应期、沉淀期、污水排放期和闲置期。SBR 法是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术，具有较高的脱氮除磷效果，目前业已有一些生产性装置在运行中。通过实验希望达到掌握SBR 工艺运行机理和确定运行参数的基本方法。二、实验内容和原理SBR的运行机理：SBR 法的运行操作如图1所示，废水流入开始到待机时间结束为一个周期，一切过程都在一个设有曝气装置的SBR 反应器内进行，不必另设沉淀池和污泥回流泵等装置。进水工序是SBR 反应器接纳废水的过程，反应器处于前个周期的排水或待机状态，反应器内剩有活性污泥混合液；充氧反应工序是在反应池内进行鼓风曝气，通过活性污泥中微

3、生物作用消减废水中有机物；沉淀工序相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，活性污泥与水进行沉淀分离；排水工序是排出活性污泥沉淀后的上清液，恢复到处理周期开始的最低水位，反应器底部沉降的活性污泥大部分作为下个周期的回流污泥使用，过剩的剩余污泥定时引出排放，另外，反应器中还剩下一部分处理水，起循环水和稀释水的作用；闲置工序是沉淀之后到下个周期开始的期间，为保持污泥的活性，可进行搅拌。SBR 工艺的操作过程：进水期：将原污水或经预处理后的污水引入SBR反应器；充水时间根据处理规模和反应器容积及污水水质而定，一般为14h，通水量一般为SBR容器的一半。反应期：SBR 反应器充满水后，进行曝气如同连续式完全

4、混合活性污泥法，对有机物进行生物降解；曝气时间取决于污水的性质，反应器中污泥浓度及曝气方式等因素，一般在28h。沉淀期：沉淀过程的功能是澄清出水，浓缩污泥，沉淀期所需的时间应根据污水的类型及处理要求具体确定，一般为12h。排水排泥期：将上清液排出反应器，将相当于反应过程中生长而产生的污泥量排出反应器，以保持反应器内一定数量的污泥，时间为12h。闲置期：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活性，为下一运行周期创造良好的初始条件。三、主要仪器设备装置常用实验室仪器；SBR装置；加热-回流装置；25mL酸式滴定管；防暴沸玻璃珠；250ml锥形瓶若干；20ml、10ml移液管各1支。

5、蒸馏水；硫酸银，化学纯；硫酸，=1.84g/mL；硫酸银-硫酸试剂；重铬酸钾标准溶液（c（1/6 K2Cr2O7）=0.25mol/L）；硫酸亚铁铵标准滴定溶液（c=0.1008mol/L）；试亚铁灵指示剂溶液。四、操作方法和实验步骤 不同氧化时间的处理效果的实验步骤 1、 取40ml废水箱中的废水、60ml SBR反应池中废水的水样，混合后作为原配水样，测定其CODcr值；2、 开启进水泵，调整进水流量为80L/h（进水方式可为不曝气、半曝气或全曝气），进水0.5h停止，取80ml混合水样（不曝气时在进水结束后搅拌1min再取水样）于离心管中，3000r/min转速下离心10min后取上清液

6、20ml，测定其CODcr值；3、 开启真空泵，曝气90min，自开始曝气起每隔30min取SBR反应期的80ml水样于离心管，3000r/min转速下离心10min后取上清液20ml，测定其CODcr值；4、 实验完成后，关闭真空泵、电源开关，整理实验数据。 水质化学需氧量COD测定的实验步骤1) 移液管取20.0mL待测试料于洁净的250ml锥形瓶中。2) 于试料中加入10.0mL重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，摇匀。将锥形瓶接到回流装置冷凝管下端，接通冷凝水。从冷凝管上端缓慢加入30ml硫酸银硫酸试剂，以防止低沸点有机物的逸出，混合均匀后开始加热，自溶液开始沸腾起回流1小时。3) 充

7、分冷却后，用2030mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管2-3次，取下锥形瓶。4) 待溶液冷却至室温后，加入3滴试亚铁灵指示剂溶液，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V2。空白试验：按相同步骤以20.0ml蒸馏水代替试料进行空白试验，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V1。五、实验数据记录和处理水质COD测定：重铬酸钾标准溶液浓度c(1/6K2Cr2O7)=0.25mol/L，标定得(NH4)2Fe(SO4)2的浓度C =0.1008mol/L；空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V1=24.70mL；试

8、料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V2；试料的体积V0=20.00mL，则： 计算公式：表1 SBR法处理废水实验三种不同曝气方式下的进水期、反应期实验数据水样硫酸亚铁铵滴定用量(mL)CODCr (mg/L)CODCr去除率(%)限制性进水蒸馏水空白24.70原配水样20.67162.490.00进水结束混合水样22.7877.4152.36反应30 min水样24.0028.2282.63反应60 min水样23.3255.6465.76反应90 min水样24.0227.4283.13半限制性进水蒸馏水空白26.17原配水样22.18160.880.0进水结束混合水样24.944

9、9.5969.2反应30 min水样24.4170.9655.9反应60 min水样24.6063.3060.7反应90 min水样24.9250.4068.7非限制性进水蒸馏水空白26.17原配水样21.90172.170.0进水结束混合水样24.9051.2170.3反应30 min水样24.7059.2765.6反应60 min水样24.4270.5659.0反应90 min水样24.2577.4155.0说明：本小组实验采用的是限制性进水，0.5h进水过程均不曝气；灰底数据组是因为滴定时忘记加指示剂，滴定过头（始刻度0.02ml，终刻度25.20ml），上表中记录的数据为在滴定过头的水

10、样中补加指示剂后，再加入5.00ml重铬酸钾溶液，重用硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行回滴（始刻度0.08，终刻度10.08），依此换算得到硫酸亚铁铵滴定用量为22.78mL。 六、实验结果与分析【不同曝气方式下进水期、反应期的废水COD及其去除率变化分析】从图2、图3中我们可以发现，从进水期到反应期结束，废水中的COD下降都很明显，中间反应期均有一定的回升；而COD去除率都较高，但中间会有一定的下降，然后再上升。出现这种现象的原因是：进水期的时间长达半个小时，在进水阶段，由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面积上又含有多糖类的黏性物质，废水中的COD与活性污泥接触后，迅速被吸附于活性污泥及其他游离微

11、生物表面且部分被微生物吸收降解，所以在进水阶段结束后，测得废水（30min水样）中的COD相对原配水样（0min）有明显的下降，去除率上升到一个较高的值；在反应阶段，活性污泥对COD的吸附达到饱和后，由于废水中大分子有机物在微生物的作用下大都被分解成溶解态的小分子物质（中间产物），溶于水样中使COD值回升；同时，由于混合液中营养物丰富，促使部分微生物呈游离状态，而不能被离心分离的微生物，也可增加COD值，其后因为表面COD被吸收分解，持续吸附废水中COD，废水的COD的去除率可能会再次上升。图中不同进水条件下废水COD及其去除率比较，在进水期结束以后，三种进水条件下，废水中的COD的去除率关系

12、是：非限制性与半限制性条件下COD去除率近似相等，大于限制性进水条件。在非限制性条件下，半限制性条件下，进水时采用了曝气，而限制性进水时未曝气，而曝气除了供氧，还有搅拌的作用，搅拌下，废水中的COD与活性污泥充分接触并被吸附于活性污泥表面达到极限。在反应期，非限制性、半限制性进水条件下的废水COD的去除率因大分子有机物在微生物的作用下大都被分解成溶解态的小分子物质（中间产物），溶于水样中使COD值增加；而限制性进水条件下，因为系统开始曝气，废水中的COD与活性污泥得到充分接触使去除率继续上升。随后与其他两种情况类似有反弹，在反应末期，因为表面COD被吸收分解，持续吸附废水中COD，废水的COD

13、的去除率可能会再次上升。而三种情况相比较，限制性条件下的废水COD去除率最高这可能是因为，开始时被活性污泥吸附的是小而易被降解的有机物，随着过程的进行，这些有机物的分解消化大于另外两种情况，所以造成这种现象。【实验误差来源分析】本实验的误差主要来源于水质COD测定，误差来源主要可能是以下几方面：（1） 回流过程加入硫酸的速度没有控制好，致使有少量低沸点有机物溢出（加硫酸时锥形瓶中有少量烟冒出，说明低沸点有机物的损失不可忽略）；（2） 考虑到试验时间限制，回流加热时间只有1h（本应为2小时），有机物的氧化可能不够充分；（3） 滴定终点的判断误差，依赖于实验者观察颜色变化的敏锐度，直接影响硫酸亚铁

14、标准液的浓度标定及水样COD测定结果等；（4） 本实验中测定进水混合水样的COD时，滴定前忘记加指示剂导致滴定过头，虽然组员们意识到并采用补加指示剂及过量重铬酸钾溶液后用硫酸亚铁铵标准滴定溶液回滴的方法，得到了所需数据，但是依然给实验结果带入了不可忽略的误差；（5） 实验中所使用的移液管等各类仪器设备本身带入的移取试料、试剂体积的误差。七、讨论、心得活性污泥法（activated sludge process）是以废水中的有机污染物作为培养基，在有氧条件下，对微生物群体进行连续培养，形成活性污泥，再利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、沉淀等作用，去除废水中的有机污染物，使废水得到净化的一种

15、废水处理方法。活性污泥及其基本性状：活性污泥(activated sludge)是活性污泥法净化有机废水的主体。它是由人工培养的好氧微生物及其吸附的有机物组成的生物絮体。由于活性污泥形似污泥且富有生命力，故而得名。物理性状：活性污泥犹如矾花，静止后立即凝聚成较大的绒粒而下沉。活性污泥略带泥土味，黄色或褐色。曝气池污泥的相对密度约1.002-1.003，可借重力沉淀。活性污泥绒粒的粒径大体在0.02-0.2mm范围，比表面积为20-100cm2/mL，对污染物具有较强的吸附能力。沉淀和浓缩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，静止30 m

16、in后测得的沉淀活性污泥的体积与混合液体积之比，以%计。污泥体积指数(sludge volume index，SVI)：指1 g悬浮固体（干重）所占有的体积（湿体积），以mL/g计。正常活性污泥特征：SV 30%左右、SVI 100 mL/g左右。生物性状：活性污泥中栖息着众多微生物，它是一个以细菌为主的微生物群体，包括酵母菌、放线菌、霉菌、原生动物和后生动物。这些微生物构成了一个具有特定功能的微生物生态系统。在活性污泥中，细菌含量为107-108个/mL，原生动物含量约103个/mL。污泥膨胀及其控制：污泥膨胀(sludge bulking): 指活性污泥密度很低而沉淀缓慢的现象。丝状菌性污

17、泥膨胀(filamentous bulking): 在活性污泥中，丝状菌生长过快，污泥以丝状菌为主，丝状菌与非丝状菌比例失调，絮体变得松散，沉淀性能恶化，污泥体积膨胀。水涨性污泥膨胀(viscous bulking): 活性污泥积蓄高粘性的多糖类物质，带有许多氢氧基，与水的结合力很强，是一种十分稳定的亲水胶体。活性污泥被高粘性多糖类物质覆盖后，体积显著增大，结合水比正常活性污泥高几倍。丝状菌性污泥膨胀的成因： 废水浓度过高时，曝气池缺氧抑制菌胶团细菌生长，促进耐低氧的球衣细菌的繁殖； 废水浓度过低时，活性污泥絮体内的菌胶团细菌得不到足够的养料，丝状细菌则能通过形成长长的丝状体来增大表面积，加强

18、对养料的吸收。丝状菌性污泥膨胀机制的比表面学说：在单位体积中，丝状细菌的比表面积大于菌胶团细菌，在对限制性营养物质的竞争吸收上具有优势；丝状细菌的生长和繁殖会超过菌胶团细菌而成为活性污泥的优势菌群，疏松的菌丝体导致活性污泥密度下降，即丝状菌性污泥膨胀。比表面学说可解释低基质浓度，氮、磷缺乏引起的丝状菌性污泥膨胀。八、思考题：1、SBR法与传统活性污泥法相比有哪些优点？传统活性污泥法处理流程包括曝气池、沉淀池、污泥回流及剩余污泥排除系统等组成部分，具体见图3所示；与传统活性污泥法不同，SBR技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动

19、态沉淀。曝气池沉淀池空气进水出水回流污泥剩余污泥 图3 传统活性污泥法基本流程它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR技术的核心是SBR反应池，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。正是SBR工艺这些特殊性使其具有以下优点：1） 理想的推流过程使生化反应推动力增大，效率提高，池内厌氧、好氧处于交替状态，净化效果好。2）运行效果稳定，污水在理想的静止状态下沉淀，需要时间短、效率高，出水水质好。3）耐冲击负荷，池内有滞留的处理水，对污水有稀释、缓冲作用，有效抵抗水量和有机污物的冲击。4） 工艺过程中的各工序可根据水质、水量进行调整，运行灵活。5） 处理设备少，构造简单，便于操作和维护管理。6） 反应池内存在DO、BOD5浓度梯度，有效控