城市生活污水生化處理綜合實驗

1、實驗十 城市生活污水生化處理綜合實驗一、實驗?zāi)康模?）通過觀察推流式活性污泥法處理系統(tǒng)的運行，加深對其運行特點規(guī)律的認識。（2）掌握活性污泥處理法中控制參數(shù)在實際設(shè)計運行中的作用與意義。（3）進一步了解活性污泥生物處理原理、過程及影響因素。二、實驗原理 活性污泥法是當前污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)之一，自1914年在英國開創(chuàng)以來，已有90多年的歷史。它的主要原理就是采取必要的人工措施，創(chuàng)造適宜的條件，向反應(yīng)器曝氣池中提供足夠的溶解氧，滿足活性污泥微生物生化作用的需要，并使得有機物、微生物、溶解氧三相充分混合，從而強化活性污泥微生物的新陳代謝作用，加速微生物對水中有機物的降解，以達到凈

2、化水體的目的。1、活性污泥凈化反應(yīng)過程 在活性污泥處理系統(tǒng)中，有機污染物被活性污泥微生物攝取、代謝、利用的過程，即經(jīng)過了“活性污泥反應(yīng)”過程。經(jīng)過這一過程的結(jié)果就是污水得到凈化，微生物獲得能量而合成新細胞，使活性污泥得到增長。主要包括兩個階段：（1） 初期吸附作用：這是由于活性污泥有很強的吸附能力，可以在較短的時間內(nèi)在物理吸附和生物吸附的共同作用下將污水中的有機物凝聚和吸附而得到去除。（2） 微生物代謝作用：在這一階段中吸附在活性污泥中的有機物在一系列酶的作用下被微生物攝取，一方面有機物得到降解去除，另一方面。微生物自身得到繁殖增長。2、影響活性污泥凈化反應(yīng)的主要因素（1） 營養(yǎng)物質(zhì)為BOD：

3、N：P=100：5：1；（2） 溶解氧含量，通常在出口處溶解氧濃度不低于2mg/L；（3） pH值，通常最佳pH值范圍介于6.58.5之間；（4） 水溫，通常是1535；（5） 有毒物質(zhì)影響。3、活性污泥處理系統(tǒng)的運行方式 以推流方式運行的活性污泥處理系統(tǒng)的曝氣池呈矩形，廢水由一端進入，推流式流過整個池子，從另一端流出。其特點是污水凈化過程的吸附和穩(wěn)定階段在同一池中完成，進口有機物濃度高，沿池長逐漸降低，需氧量也沿池長逐漸降低.最大優(yōu)點是處理效率高，出水質(zhì)好。缺點是耐沖擊負荷能力差，能耗大。4、運行參數(shù)的控制（1）污泥負荷 污泥負荷是活性污泥生物處理系統(tǒng)在設(shè)計及運行上的一項最重要參數(shù)，它表示的

4、是曝氣池內(nèi)單位質(zhì)量（kg）的活性污泥，在單位時間（d）內(nèi)能夠接受，并將其降解到預(yù)定程度的有機物污染物量（COD），它是決定有機污染物降解速度，活性污泥增長速度，以及溶解氧被利用的最重要的因素。它同時也對污泥凝聚、吸附性能產(chǎn)生影響。（2）入流污水水質(zhì)水量 水量：須用流量計準確測定。 水質(zhì)：COD、BOD5、TP、TN、NH3-N、SS、色度、濁度等須準確測定。（3）曝氣池污泥濃度：MLSS：15003000mg/L。（4）污泥回流比和內(nèi)回流比 污泥回流比： 式中：Q-入流污水量；Qr-回流污泥量。（5）污泥齡 污泥齡是指曝氣池內(nèi)活性污泥總量與每日排放污泥量之比，它表示的是活性污泥在曝氣池內(nèi)的平均

5、停留時間，也稱為“生物固體平均停留時間”。污泥齡可由下式計算： 近似計算，本實驗控制SRT=1d。 式中：V-曝氣池有效容積； X-曝氣池內(nèi)污泥濃度； Qw-作為剩余污泥排放的污泥量； Xr-剩余污泥濃度。（6）曝氣池和二沉池的水力停留時間 污水在曝氣池內(nèi)的水力停留時間一般用Ta表示。Ta與入流污水量及池容的大小有關(guān)。計算公式如下： 式中：Va-曝氣池的有效容積； Q-入流污水量；Qr-回流污泥量?；旌弦涸诙脸貎?nèi)的停留時間一般用Tc表示。 式中：Vc-二沉池的有效容積； Q-入流污水量；Qr-回流污泥量。（7）溶解氧濃度：DO>2.0mg/L。三、實驗設(shè)備和儀器1、實驗室建有一套水解好

6、氧脫氮除磷生化處理裝置。2、本實驗需要建立CODcr、NH3-N、NO3，總磷測定裝置。四、實驗試劑略五、實驗操作步驟1、檢查水解好氧脫氮除磷裝置系統(tǒng)管路閥門是否完好，有無滲水漏氣現(xiàn)象。2、開啟生活污水進水閥門，開啟好氧池脫氮池進水閥門，關(guān)閉O池、脫氮池排泥閥。3、對活性污泥進行培養(yǎng)和馴化：有條件的地方最好由已運行的活性污泥池接種。若沒有這樣的條件也可以自己培養(yǎng)。培養(yǎng)方法是用稀釋后的糞便水或生活污水進行靜態(tài)悶曝，在此過程中控制好溫度，使溫度最好在2030之間。在開始階段，COD濃度在1000mg/L以上為最好，以提供足夠的營養(yǎng)物質(zhì)。曝氣12天就可以出現(xiàn)模糊不清的絮凝體，大約710d，30min

7、沉降比可達到15%20%，在培養(yǎng)的過程中可以采用間歇靜態(tài)換水方式，即先使混合液靜沉11.5h后排除上清夜，然后再投入新的生活污水或糞便水。注意投加量應(yīng)隨污泥量的增加而增加。在培養(yǎng)初期階段可以1d換1次水，以后酌情可增加到2次，每次從停止曝氣到重新曝氣不宜超過2h。污泥培養(yǎng)成熟后，引入待處理的污水進行馴化，使污泥中的菌種達到優(yōu)化，以適應(yīng)該污水的處理要求。4、調(diào)節(jié)進氣量和各運行參數(shù)，使進出水達到穩(wěn)定。5、當水解好氧池運行正常，進出水達到穩(wěn)定時，控制水力停留時間，使之達到H：O：R1：3：1。分別采H池、O池出水、出水測定COD、BOD5、pH、色度、SS、NH3N、TN、TP（任意選?。┖臀勰嘈再|(zhì)

8、中的混合液懸浮固體和回流污泥懸浮固體（MLSS）、混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）、污泥沉降比（SV）和污泥指數(shù)（SVI）等。與原水作對比求COD、BOD5、NH3N、TN、TP的降解率。6、調(diào)節(jié)污泥回流量和出水回流的進水量，進行脫氮(反硝化)和降磷實驗，分別采樣檢測NO2、NO3和TP，計算其去除率。當處理運行正常時，定時采樣對污染物主要指標監(jiān)測一次。將實驗數(shù)據(jù)記入下表。六、實驗數(shù)據(jù)及結(jié)果整理表1 活性污泥性質(zhì)指標實驗記錄表測定日期SVMLSSMLVSSSVI表2 運行參數(shù)實驗數(shù)據(jù)記錄表測定日期Q（mL/s）F/M污泥回流比內(nèi)回流比SRTTaTc表3 水質(zhì)指標COD實驗數(shù)據(jù)記錄表（mg/L

9、）測定日期進水CODO池出水CODCOD去除率出水COD 總COD去除率表4 水質(zhì)指標NH3-N實驗數(shù)據(jù)記錄表（mg/L）測定日期進水NH3-NO池出水NH3-NNH3-N去除率出水NH3-N 總NH3-N去除率表5 水質(zhì)指標TP實驗數(shù)據(jù)記錄表（mg/L）測定日期進水TPO池出水TPTP去除率出水TP 總TP去除率七、思考題1、城市生活污水和工業(yè)有機廢水為什么要采取水解好氧脫氮除磷工藝？這種工藝方法具有哪些優(yōu)越性？2、通過本實驗畫出工藝流程圖(高程布置)。3、本實驗的工藝方法與傳統(tǒng)A1O1A2O2有何異同、試比較這兩種工藝方法的優(yōu)缺點？說明HOR工藝在中小城市污水處理的應(yīng)用的意義？4、你本人的

10、實驗，你對HOR工藝流程有何改進意見或建議？附錄1 ：為了評價處理效果，必須對進、出水水質(zhì)的污染指標進行監(jiān)測，需監(jiān)測下列指標COD、BOD5、pH、色度、SS、NH3N、TN、TP（任意選取）和污泥性質(zhì)中的混合液懸浮固體和回流污泥懸浮固體（MLSS）、混合液揮發(fā)性懸浮固體（MLVSS）、污泥沉降比（SV）和污泥指數(shù)（SVI）等。一、氨氮(NH3-N)的測定1、實驗原理調(diào)節(jié)試樣的pH在6.07.4的范圍內(nèi)，加入NaOH使之呈堿性，蒸餾釋出的氨被接收瓶中的硼酸吸收。氨與納氏試劑（碘化汞與碘化鉀的堿性溶液）反應(yīng)生成淡紅棕色膠態(tài)化合物，其色度與氨氮含量成正比，在425nm處測定吸光度，計算其含量。2、

11、實驗步驟（1）、用半微量的凱氏定氮裝置進行水蒸氣蒸餾圖1 半微量的凱氏定氮裝置1-蒸餾燒瓶-水蒸氣發(fā)生器，2-汽水分離器-反應(yīng)殘液放出口，3-小漏斗-反應(yīng)物加入口，4-冷凝管，5-定氮反應(yīng)器，6-錐形瓶-吸收裝置。A、 洗滌反應(yīng)裝置往蒸汽發(fā)生瓶加入蒸餾水至其體積的三分之二處，加入幾粒沸石和4滴甲基橙，再加入3mL濃硫酸，然后置于電爐上加熱使水沸騰。讓水蒸氣由1-6的方向進行蒸餾，直至冷凝管下端有水滴出時，停止加熱或水蒸氣發(fā)生裝置內(nèi)的蒸氣由平衡管排出，反應(yīng)器內(nèi)的溶液由于倒吸回流至2(即汽水分離器內(nèi))放出。如此反復(fù)3-4次，半微量凱氏定氮裝置清洗干凈。B、銨的蒸餾與吸收水蒸氣發(fā)生裝置內(nèi)的蒸氣由平衡

12、管排出，打開小漏斗下面的夾子，向反應(yīng)瓶5加入20.00mL（10.00mL）水樣，再加入5.00mL10%的NaOH溶液，立即旋緊夾子，把盛有10.00mL2%硼酸溶液的錐形瓶（6）置于冷凝管下端，出口與液面接觸，讓水蒸氣由1-6的方向進行蒸餾，直至冷凝管下端有水滴出時開始計時，水蒸氣蒸餾8min。取出錐形瓶，把硼酸吸收液定量轉(zhuǎn)入50mL的容量瓶中，用無氨水稀釋定容。反應(yīng)裝置采用A的清洗方法清洗干凈，進行下一個水樣的蒸餾。（2）標準曲線的繪制吸取0.0，0.5，1.00，3.00，5.00，7.00，10.00mL10g/mL的銨標準使用液于50mL的比色管中，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻

13、；加1.5mL納氏試劑，混勻。加水至標線定容。放置10min后，在波長420nm處，用1cm的比色皿，以水為參比，測定吸光度。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制氨氮濃度（g/mL)對校正吸光度的標準曲線。（3）水樣的測定 吸取10.00mL（20.00mL）經(jīng)蒸餾預(yù)處理后的餾出液于50mL的比色管中，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻；加1.5mL納氏試劑，混勻。加水至標線定容。放置10min后，同標準曲線步驟測量吸光度。（4）空白試驗以無氨水代替水樣，作全程序空白測定。3、計算由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標準曲線上查出氨氮（或由線性方程計算得出）濃

14、度C，由下式計算出水樣氨氮的含量?；蚨OD測定-微波消解測定1、實驗原理 在強酸性溶液中，準確加入過量的k2Cr2O7標準溶液，加熱，將水樣中還原性物質(zhì)（主要是有機物）氧化，過量的k2Cr2O7以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液回滴，根據(jù)消耗的k2Cr2O7標準溶液量計算水樣化學需氧量。 實驗采用微波消解COD測定儀，它的工作原理與回流法一樣采用硫酸-重鉻酸鉀消解體系，但其微波加熱方式與傳統(tǒng)的電熱板不同，不是通過有外至內(nèi)的溫度傳遞來加熱樣品；而是利用2450MHz的微波作用于反應(yīng)液內(nèi)部，引起分子間產(chǎn)生高速摩擦作用所產(chǎn)生的熱量來消解樣品，其加熱消解速率大大高于傳統(tǒng)的電熱方式。 2、測定

15、步驟：（1）密封消解法：用移液管吸取5.00mL水樣加入消解罐中，分別加入5.00mLk2Cr2O7消解液和5.00mLAg2SO4-H2SO4催化劑，旋緊密封蓋，搖勻，放入微波爐爐腔內(nèi)。將“方法選擇”撥至“0”處。根據(jù)爐腔內(nèi)樣品的數(shù)目，將“樣品數(shù)目”撥至相對應(yīng)的位置。再將時間選擇旋鈕撥至“15”（密封法）處，插電，儀器會自動完成整個消解過程。（2）滴定消解結(jié)束后，待消解罐冷卻后打開，把消解后的溶液轉(zhuǎn)移至250mL錐形瓶中，用蒸餾水沖洗消解罐（包括罐冒）23次，保持溶液體積大約70mL，溶液冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示劑，用硫酸亞鐵銨標準溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍綠色至紅褐色即為終點，記錄硫

16、酸亞鐵銨標準溶液的用量。（3）空白試驗 測定水樣的同時，取5.00mL重蒸餾水，按同樣操作步驟作空白試驗，記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標準溶液的用量。（4） 每天需對亞鐵標準溶液進行標定，計算亞鐵的物質(zhì)的量濃度。3、計算 三、TP的測定1、實驗原理在中性條件下用過硫酸鉀（或硝酸高氯酸）使試樣消解，將所含磷全部氧化為正磷酸鹽。在酸性介質(zhì)中，正磷酸鹽與鉬酸銨反應(yīng)，在銻鹽存在下生成磷鉬雜多酸后，立即被抗壞血酸還原，生成藍色的絡(luò)合物。2、實驗步驟（1）水樣的消解與測定吸取25.00 mL（5.00mL水樣于50mL比色管中，用純水稀釋至25.00mL）水樣于50 mL比色管中，加入4.00mL過硫酸鉀，將

17、具塞刻度管的蓋塞緊后，用一小塊布和線將玻璃塞扎緊(或用其他方法固定)，放在大燒杯中置于高壓蒸氣消毒器中加熱，待壓力達1.1kgcm2，相應(yīng)溫度為120時、保持30min后停止加熱。待壓力表讀數(shù)降至零后，取出放冷。分別向各份消解液中加入1mL抗壞血酸溶液混勻，30s后加2mL鉬酸鹽溶液充分混勻，稀釋定容至50.00mL。室溫下放置15min后，使用光程為10mm比色皿，在700nm波長下，以水做參比，測定吸光度。（2）標準曲線的繪制吸取0.0，0.50，1.00，3.00，5.00，10.0，15.0mL2.0g/mL的磷酸鹽標準使用液50mL的比色管中。加水至25mL。然后按水樣的消解步驟進行

18、處理。由測得的吸光度，減去零濃度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，繪制磷濃度（g/mL)對校正吸光度的標準曲線。（3）空白試驗以蒸餾水代替水樣，作全程序空白測定。3、計算由水樣測得的吸光度減去空白試驗的吸光度后，從標準曲線上查出磷（或由線性方程計算得出）濃度C，由下式計算出水樣總磷的含量。四、活性污泥性質(zhì)1.實驗步驟（1）將12.5cm的定量中速濾紙折好并放入已編號的稱量瓶中，在103105的烘箱中烘2h，取出稱量瓶，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下稱量瓶編號和質(zhì)量m1（g）。（2）將已編號的瓷坩堝放入馬弗爐中，在600溫度下灼燒30min，取出瓷坩堝，放入干燥器中冷卻30m

19、in，在電子天平上稱重，記下坩堝編號和質(zhì)量m2（g）。（3）用100mL量筒量取曝氣池混合液100mL（V1），靜置沉淀30min，觀察活性污泥在量筒中的沉降現(xiàn)象，到時記錄下沉淀污泥的體積V2（mL）。（4）從已知編號和稱重的稱量瓶中取出濾紙，防置到已插在250mL三角瓶瓶上的玻璃漏斗中，將測定過沉降比的100mL量筒內(nèi)的泥水全部倒入漏斗，過濾(用水沖凈量筒，水也倒入漏斗)。（5）將過濾后的污泥連濾紙放入原稱量瓶中，在烘箱103105烘至恒重（2h），取出稱量瓶，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下稱量瓶編號和質(zhì)量m3（g）。（6）取出稱量瓶中已烘干的污泥和濾紙，放入已編號和稱重的坩堝中，在電爐上炭化后，置于馬弗爐中，于600下灼燒至恒重。取出瓷坩堝，放入干燥器中冷卻30min，在電子天平上稱重，記下坩堝編號和質(zhì)量m4（g）。2.實驗結(jié)果整理（1）實驗數(shù)據(jù)記