環(huán)境工程綜合實驗

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上環(huán)境工程綜合實驗-SBR反應(yīng)器處理生活污水的研究前言環(huán)境工程綜合實驗是環(huán)境工程專業(yè)本科階段的一個綜合性實驗。開課時間為大四上學(xué)期，通過前面三年的學(xué)習(xí)和積累，大家可以充分結(jié)合自己所學(xué)專業(yè)知識進行實驗設(shè)計，操作以及數(shù)據(jù)分析，從而得到實驗結(jié)果，并且利用相關(guān)知識對其進行分析說明。由于實驗設(shè)備的局限，在實驗方案確定以后，全班分組進行操作，共同完成實驗的測定，同時也加強了團隊間的交流。通過這次實驗旨在培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力，分析問題的能力，能用自己所學(xué)知識來解決實際中的問題。一、實驗?zāi)康? 本實驗為城市生活污水處理的模仿實驗，通過收集校園內(nèi)的生活污水，采用SBR工藝對其進行處理；

2、2 通過本實驗，讓學(xué)生對城市生活污水的處理工藝有較深入的了解，特別是對SBR工藝的操作和調(diào)控，從而培養(yǎng)學(xué)生的動手能力；3 掌握并能熟練測定常規(guī)水質(zhì)指標(biāo)：DO,COD,NH4-N,PH,溫度等；4 通過實際操作了解污水處理常規(guī)構(gòu)筑物以及其作用：SBR反應(yīng)器等；5 在實驗中遇到問題時，能用所學(xué)知識分析出原因，并且對其進行解決，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際和分析問題的能力；二、實驗原理（一）工藝設(shè)備 本實驗主要研究在不同工況下SBR工藝對生活污水的處理效果，實驗中運用的工藝設(shè)備具體有:SBR反應(yīng)器SBR是序批式間歇活性污泥法的簡稱。它是近年來在國內(nèi)外被引起廣泛重視和研究日趨增多的一種污水生物處理新技術(shù)。目前已有

3、一些生產(chǎn)性裝置在運行之中。主要運用在以下幾個污水處理領(lǐng)域：城市污水；工業(yè)廢水，主要有味精、啤酒、制藥、焦化、餐飲、造紙、印染、洗滌、屠宰等工業(yè)的污水處理。所謂SBR工藝又稱程序式活性污泥法或間遏式活性污泥法，它的運行方式按進水、曝氣、沉淀潷水、排泥、待機多工序在一池完成，省卻二沉池和污泥循環(huán)，投資省，抗負荷沖擊強，因為SBR對進水有幾十倍的“稀釋”能力。在SBR運行工序中，通過曝氣推流及沉淀潷水，完成硝化反硝化，從而去除NH3-N。NH3-N去除過程如下NH4+NO2NO3NO2N2反硝化反應(yīng)硝化反應(yīng)在好氧條件下，好氧型亞硝化菌把NH4+作用生成NO2，之后NO2又在硝化菌的作用下生成NO3，

4、在這一系列的反應(yīng)過程中需要補加堿度，完成硝化除NH4反應(yīng)。再由缺氧型兼性菌把NO3還原成NO2，NO2再由反硝化菌作用生成無害的N2，最終完成除氨氮反應(yīng)。除氨反應(yīng)步驟多，參加菌種多，反應(yīng)條件又分好氧條件和缺氧條件；而亞硝酸、硝酸菌生長周期又長，且占總菌群數(shù)量又少（5%），所以除氨氮慢，所需時間長。硝化反應(yīng)耗氧量是除COD 4.54倍，還會消耗大量堿度（1mgNH4+耗堿度7.14mg/L），反硝化時又要補充有機碳（污水中缺），更增加處理成本。由于反應(yīng)速度慢，生長周期長，條件要求苛刻，更加大成本，這就形成了化肥污水的處理難點。投資大，處理費高，技術(shù)要求更高，這就是化肥企業(yè)排水中NH3-N極少有企

5、業(yè)能處理達標(biāo)的原因。（雖有少量企業(yè)可以達標(biāo)，不是大量摻水，就是花費較高處理費用換來的。）而亞硝化反應(yīng)則在一定程度上克服了上述的缺點。亞硝化反應(yīng)過程如下NH4+NO2N2反硝化反應(yīng)硝化反應(yīng)（二）SBR反應(yīng)器SBR工藝由按一定時間順序間歇操作運行的反應(yīng)器組成。SBR工藝的一個完整操作過程，亦即每個間歇反應(yīng)器在處理廢水時的操作過程包括如下5個階段：進水期反應(yīng)期沉淀期排水徘泥期閑置期。SBR的運行工況以間歇操作為特征。其中自進水、反應(yīng)、沉淀、 排水徘泥至閑置期結(jié)束為一個運行周期。在一個運行周期中，各個階段的運行時間、反應(yīng)器內(nèi)混合液體積的變化及運行狀態(tài)等都可以根據(jù)具體污水的性質(zhì)、出水水質(zhì)及運行功能要求等

6、靈活掌握。（三）SBR工藝的主要性能特點 SBR作為廢水處理方法具有下述主要特點：在空間上完全混合，時間上完全推流式，反應(yīng)速度快，為獲得同樣的處理效率SBR法的反應(yīng)池理論明顯小于連續(xù)式的體積，而且池越多，SBR的總體積越小。工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，占地面積小，造價低，設(shè)備費管理運行費用低。靜置沉淀，分離效果好，出水水質(zhì)好。運行方式靈活，可生成多種工藝路線。同一反應(yīng)器僅通過改變運行工藝參數(shù)就可以處理不同性質(zhì)的廢水。由于進水結(jié)束侯，原水與反應(yīng)器隔離，進水水質(zhì)水量的變化對反應(yīng)器不再有任何影響，因此工藝的耐沖擊負荷能力高。間歇進水、排放以及每次進水只占反應(yīng)器的2/3左右，其稀釋作用進一步提高了工藝對進

7、水沖擊負荷的耐受能力。另一方面，SBR法能有效地控制絲狀菌的過量繁殖，這一特征是由于缺氧好氧并存、反應(yīng)中底物濃度大、泥齡短、比增長速率大決定的。（四）檢測方法 為了能及時反映工藝運行狀況，應(yīng)分若干小組，每天一組去檢測工藝運行參數(shù)，起代表性的指標(biāo)有DO、COD、MLSS、SV30、SVI，隨時了解工藝運行情況。其中COD 采用密封法測定，NH3N采用721分光光度計測定，MLSS采用濾紙重量法測定，SV是活性污泥在100ml的量筒內(nèi)靜置沉30min測得，SVI值根據(jù)SV和MLSS進行計算得到。具體的實驗裝置為：1、 COD測定：COD測定儀（DRB200 消解器、DR2010 分析儀、預(yù)制試劑管

8、13mm）、COD消解液、硫酸汞；2、 NH3N 測定：721分光光度計，比色皿，比色管，納什試劑，酒石酸鉀鈉；3、 DO測定：溶解氧測定儀；4、 溫度測定：溫度計；5、 污泥沉降比及污泥濃度測定：稱量瓶、漏斗、量筒；6、 PH測定：PH 試紙；7、 其他：洗耳球、各種型號移液管、蒸餾水、濾紙、DHG9145A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、量杯、取樣瓶、藥匙、錐形瓶、玻璃棒、分析天平、試管架。三、實驗內(nèi)容本實驗主要是運用實驗室的城市污水處理廠工藝流程模型，對一般的城市生活污水的處理過程進行模擬，以使同學(xué)對生活污水的一般處理步驟有一個較為直觀的認識。本實驗分為兩大階段。第一個階段為活性污泥的培養(yǎng)階段，活

9、性污泥取來后，放入SBR反應(yīng)器中進行培養(yǎng)。以生活污水和葡萄糖作為營養(yǎng)源。按照所調(diào)工況，對實驗進行各個階段的操作。在培養(yǎng)期間，需要觀察活性污泥的生長情況，每天需采集一次污泥樣品，以及30分鐘污泥沉降比（SV30）和污泥濃度的測定。通過這些數(shù)據(jù)判斷其生長是否良好，有無發(fā)生污泥膨脹現(xiàn)象，并根據(jù)分析結(jié)果采取相應(yīng)的改進措施。同時，還需對培養(yǎng)過程中的一些基本數(shù)據(jù)進行測定，主要的測定項目有：溶解氧DO, 進出水的COD、NH3N等，根據(jù)這些數(shù)據(jù)的一些變化來判斷工況運行的 是否正常以及污泥是否已經(jīng)培養(yǎng)完成?；钚晕勰嗯囵B(yǎng)期間，第一天全組成員需到齊，一起學(xué)習(xí)相關(guān)測定方法之后每天派23人負責(zé)測定具體項目。第二天：陳

10、嫚 陳彩英第三天：周子昊 石銳 第四天：蔣曉旭 馬強 蘇超鵬第五天：韋朝強 張秀武第六天：王正 宋夢澤記錄每天的數(shù)據(jù)第二個實驗階段為污水的正式處理階段。（第七天）待污泥培養(yǎng)完成后，就可以開始本階段的實驗。由于SBR屬于在時間上進行推進的反應(yīng)器，其各個階段的時間可根據(jù)實際情況 進行調(diào)整。工藝流程 SBR 法工藝流程，一個池體大致分為進水期、反應(yīng)期、沉降期、排放期和閑置期5 個階段，在這5 個階段完成均化、初沉、生物沉解、終沉等活性污泥處理過程。由污水進水水質(zhì)、出水要求來確定各階段運的行時間、混合液的體積化，運行狀態(tài)以及曝氣量。圖1 SBR 法工藝流程圖 SBR 法是一種按連續(xù)進水、間歇排水周期循

11、環(huán)，間歇曝氣式活性污泥污水處理技術(shù)。從廢水的流入開始到待機時間結(jié)束為一個周期，一切過程都在一個設(shè)有曝氣或攪拌裝置的SBR 反應(yīng)池內(nèi)進行，不必另外設(shè)置沉淀池和污泥回流泵等裝置。SBR 工藝對污染物質(zhì)降解是一個時間上的推流過程，集反應(yīng)、沉淀排水于一體，是一個好氧、缺氧、厭氧交替運行的過程，因此具有一定脫氮除磷效果。將廢水中的氮化合物轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，進而轉(zhuǎn)化成氮氣，使出水的含氨氮量大大的降低，能夠有效地去除廢水中的懸浮固體（SS） 和BOD5。1） 進水階段：在進水之前，反應(yīng)池中殘存著高濃度的活性污泥混合液。進水階段即污水注入階段，反應(yīng)池起到了調(diào)節(jié)和均質(zhì)的作用，此階段可曝氣或不曝氣。2） 反應(yīng)階段：反

12、應(yīng)階段是最主要的一道工序，它是停止進水后的生化反應(yīng)過程，根據(jù)需要可以在好氧或缺氧的條件下進行，也可以在兩種條件下交替進行，但一般是以好氧為主，以去除氮、磷、BOD5。3） 沉淀階段和排水階段：沉淀階段停止曝氣，澄清出水、濃縮污泥。經(jīng)過一定時間的沉淀，進入排水階段，利用排水裝置將經(jīng)過沉淀后的上清液排出反應(yīng)池。4） 閑置階段：排水結(jié)束到第二次進水的間隔為閑置階段。在此期間，應(yīng)輕微或間斷的曝氣，避免污泥的腐化。閑置后，污泥處于內(nèi)源代謝階段，吸附的能力增強，加強了去除作用。表1 SBR 反應(yīng)器的運行程序參考圖表待實驗操作過程結(jié)束后，需要對各個測定數(shù)據(jù)進行相關(guān)處理比較。檢測項目有 COD BOD5 TN NH3-N TP根據(jù)處理結(jié)果，對各實驗過程進行相關(guān)分析，得出實驗結(jié)論。計算去除率以及污泥負荷（MLSS）關(guān)于實驗的安排的一些具體問題