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1、SBR 实验的设计与开发指导讲义山东大学 环境学院2008.9SBR 法处理生活污水实验一、 实验目的1. 熟悉 SBR 工艺实验装置的基本构成及污水处理的全过程2. 掌握 SBR 反应器运行条件的调试方法及操作工序3. 掌握相关水质指标的监测4. 熟悉活性污泥培养与驯化方法二、 实验原理SBR 工艺又称序批式活性污泥工艺，其反应机理与完全混合式活性污泥法一样，即微生物以废水中的有机物为食物源，对其进行吸附、吸收、氧化、降解。所不同的是 SBR 工艺由进水、反应、沉淀、出水和闲置五个基本过程组成。SBR 工艺的运行工况是以序批式操作为主要特征，所谓序批式有两种含义：一是运行操作在空间上按序列、
2、间歇的方式进行的，由于污水大多是连续排放且流量的波动是很大的，因此，间歇反应器（SBR）至少为两个或多个池，污水连续按序列进入每个反应器，在一个周期内，整个反应过程都在一个设有曝气装置的反应池内依次进行，各个阶段的运行时间、反应器内混合液体积的变化及运行状态等都可以根据具体污水的性质、出水水质及运行功能要求等灵活掌握。这种操作周期周而复始反复进行。二是每个 SBR 反应器的运行操作在时间上也是按序列间歇运行的，一般可按次序分为五个阶段：进水曝气沉淀排泥排水闲置，由于生化反应与泥水分离在同一反应池中进行，废水分批次进入反应池，然后按顺序进行反应、沉淀、排出上清液和闲置，完成一个运行操作周期。反应
3、过程中反应器不进水，因而在反应器内存在一个污染物浓度梯度，即 F/M 梯度， F/M 梯度是按时间序列变化，所以 SBR 处理工艺是严格地按推流式运行的。反应阶段活性污泥中的微生物周期性的处于高浓度及低浓度基质的环境中，反应器也相应地形成好氧缺氧厌氧的交替过程，这种操作周期周而复始反复进行，以达到不断进行废水处理的目的。SBR 工艺的操作过程：（1）进水期：将原水或预处理后的污水引入 SBR 反应器，此时反应器中已有一定数量的满足处理要求的活性污泥，其数量一般为 SBR 反应容积的 50%。即充水的数量约为反应器容积的一半。充水所需时间随处理规模和反应器的大小及被处理污水的水质而定。（）反应期
4、：进水结束后进行曝气此阶段同完全混合性污泥法一样，使微生物对有机基质进行生物降解，由于反应过程中反应器不进水，因而在反应器内存在一个污染物浓度梯度即 F/M 梯度（F/M 随时间由大变小， F 为食料量，M微生物量） 。SBR 处理工艺是严格地按推流式运行的，上一个运行周期内进入反应器的污水与下一个运行周期内进入反应器的污水是互不相混的。即是按序批式方式进行的，因而 SBR 处理工艺是一种运行周期内完全混合。运行周期间序批推流的理想处理技术，反应阶段，活性污你微生物周期性的处于高浓度及低浓度基质的环境中，反应器也相应地形成厌氧缺氧好氧的交替过程（污染物被吸附、吸收、氧化、降解） 。曝气方式分为
5、：非限曝气量边流水边曝气。限曝气量充水完毕后在曝气。半限曝气量在充水阶段后期开始曝气。（3）沉淀期：和传流活性污泥法出处理工艺一样，沉淀过程的功能是澄清出水浓缩污泥，在 SBR 法中澄清出水是更为重要，SBR 反应器本身就是一个沉淀池此工艺中沉降过程是相对静止的，因而受外界干扰甚小，具有沉降 t 短，沉降效率高的优点。它避免了在活性污泥法中泥水不断通过混合管道流入沉淀池，从而使部分刚刚开始絮凝的活性污泥重新破碎的现象。在 SBR 处理工艺中由于污水是一次性投入反应器的，因而在反应的初期。有机基质的浓度较高，而反应的后期则污染物的浓度较低，反应器中存在着随时间而发生较大变化的浓度梯度。这一梯度较
6、好地抑制了对基质贮存能力差的丝状菌的生长，而有利于菌胶团形成菌的生长，从而有效地防止污泥的膨胀问题，有利于污泥的沉降和泥水分离，沉淀期的时间应根据污水的类型及处理效果而定。（4）排水排泥期：和传流活性污泥法出处理工艺一样。（5）闲置期的功能是在静止无进水的条件下，使微生物通过内源呼吸作用恢复其活性，并起到一定的反硝化作用而进行脱氮，为下一个运行周期创造良好的初始条件，通过闲置期后的活性污泥处于一种营养物的饥饿状态，单位重量的活性污泥具有很大的吸附表面积，因而一旦进入下个运行周期的进水期时，活性污泥便可充分发挥其较强的吸附能力而有效的发挥其初始去除作用。闲置期的设置是保证 SBR 工艺处理出水水
7、质的重要内容。三、 试剂及设备1、污泥培养及驯化用试剂牛肉膏、蛋白胨、淀粉、葡萄糖、Na 2CO3、NaHCO 3、Na 3PO4、 （NH 4）2SO4、尿素2、废水的处理采用 SBR 反应器，分为 A B C D 四个池子，每个池子直径10cm，高 50cm，有效水深 23cm，有效体积为 1.8L。每个池子各设一个排水点和一个排泥点，曝气采用空压机鼓风曝气，转子流量计控制进气量，实验时，采用时控开关控制曝气和进、出水实验用水：生活污水或其它有机废水四、实验步骤及数据处理1、活性污泥培养及驯化如果一开始进入反应器的污水污染物浓度过高，则可能造成对活性污泥的冲击和抑制。因此在污泥培养驯化刚开
8、始的阶段，应该适当控制负荷。所以开始阶段要分批多次地加入，并且浓度不易增加过快，否则会引起中毒现象进而产生污泥膨胀。污泥驯化期间采用间歇曝气，温度保持为 22，营养液每天投入两次，投加量逐渐增加，驯化一星期。最终使污泥的处理能力能力达到TN：50mg/L,TP：4mg/L,COD：300mg/L。污泥性能稳定，呈现黄褐色。沉降性能较好，SV30 约为 25，SVI 为100，MLSS=2700mg/L， MLVSS=3375mg/L，MLVSS/MLSS=0.80 。即可将活性污泥移入反应器进行仪器调试阶段。2、水中化学需氧量 COD 监测方法重铬酸钾回流法监测步骤取 20.00ml 混合水样
9、（或者适量水样稀释至 20.00ml）置于 250ml 磨口的回流锥形瓶中，准确加入 10.0ml 重铬酸钾标准溶液和几滴防爆沸玻璃珠，摇匀。连接磨口回流冷凝管，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，不断旋动锥形瓶使之混合均匀。自溶液开始沸腾起回流两小时冷却后，用 90ml 水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140 ml 左右溶液冷却至室温后，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空白试验：按相同步骤以 20.0ml 水代替水样进行空白
10、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计算COD（mg/L）=（V 0V 1）C8000/V式中：C 硫酸亚铁铵标准滴定溶液的浓度，mol/L；V0 空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积， ml；V1 水样测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积， ml;V 水样的体积，ml；3、氨氮的测定监测步骤水样预处理：无色澄清的水样可直接测定；色度、浑浊度较高和含干扰物质较多的水样，需经过蒸馏或混凝沉淀等预处理步骤。标准曲线的绘制：吸取 0 、0.50、1.00、3.00 、5.00、7.00 和 10.0ml 铵标准使用液于 50ml 比色管中，加水至标线，加 1.0ml 酒石
11、酸钾钠溶液，混匀。加1.5ml 纳氏试剂，混匀。放置 10min 后，在波长 420nm 处，用光程 10mm 比色皿，以水为参比，测定吸光度。由测得的吸光度，减去零浓度空白管的吸光度后，得到校正吸光度，绘制以氨氮含量对校正吸光度的标准曲线。水样的测定：分取适量的水样（使氨氮含量不超过 0.1mg） ，加入 50ml 比色管中，稀释至标线，加 1.0ml 酒石酸钾钠溶液（经蒸馏预处理过的水样，水样及标准管中均不加此试剂） ，混匀，加 1.5ml 的纳氏试剂，混匀，放置 10min。空白试验：以无氨水代替水样，作全程序空白测定。计算由水样测得的吸光度减去空白实验的吸光度后，从标准曲线上查得氨氮含
12、量（mg） 。氨氮(N，mg/l)=m 1000/V式中：m由校准曲线查得样品管的氨氮含量（ mg） ；V水样体积（ml） 。注意事项1）纳氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例，对显色反应的灵敏度有较大影响。静置后生成的沉淀应除去。2）滤纸中常含痕量铵盐，使用时注意用无氨水洗涤。所用玻璃器皿应避免实验室空气中氨的沾污。4、总磷的测定监测步骤预处理：过硫酸钾消解，5%过硫酸钾溶液（溶解 5g 过硫酸钾于水中，并稀释至100ml）消解方法同总氮（50ml 具塞比色管，加到 25ml）校准曲线的绘制：取数支 50ml 具塞比色管，分别加入磷酸盐标准使用液0、0.50、1.00、3.00、5.00、10.0、
13、15.0ml，加水至 50ml。向比色管中加入1ml10%抗坏血酸溶液，混匀。30s 后加 2ml 钼酸盐溶液充分混匀，放置15min。用 10mm 比色皿，于 700nm 波长处，以零浓度为参比，测量吸光度。样品测定：分取适量经滤膜过滤或消解的水样（含磷量不超过 30g）加入 50ml 比色管中，测量同校准曲线。在校准曲线上查出相应得总磷含量，总磷（mg/L）M/V5、污染物负荷随时间的变化关系控制进气量为 60L/h，闲置时间为 1h，选择曝气时间为 30min、60 min 、90 min 、120min。分别测定进、出水中 COD、TP、NH 3-N，并绘制反应时间与COD、TP 、N
14、H 3-N 的去除率以及出水 COD、TP、NH 3-N 随时间的变化趋势曲线。分组情况及时间安排35 人分成 A、B、C、D 四个小组，分成两天做即两个大组，一次来 1718 人。周四 A、B 两组做，周五 C、D 两组做。A /C 组先做过滤反冲洗及斜板斜管实验，后做 SBR 实验（90 min 、120min） 。B/D 组先做 SBR 实验（30min、60 min） ，后做过滤反冲洗及斜板斜管实验。TP、NH 3-N 的标线（两小组合用）及 COD 测定的前期准备工作由 B/D 组完成。A/C 组负责 COD 测定后期的值班工作。SBR 反应器每小组两个，独立完成实验内容。两个组的工作要交叉进行合作完成。何红桃注释：1、此处 A、B、C、D 四组分别对应第一、二、三、四大组，之前分的小组老师临时决定取消；2、实验前需要将 TP、NH3-N 的标线（两小组合用）及 COD 测定步骤打印一份，以提高实验效率；3、一、二组下周四做，三、四下周五做；4、分组第一大组：姜丽秀，于晓红，王小娟，吴盼盼，何红桃，祁振，张国辉，宋超第二大组：武彩红，刘瑞红，毛冉冉，于萍，曲洛娟，赵燕，阴文杰，张晓伟，徐进第三大组：石隽隽，张苗丽，刘娥，刘军贤，王瑞，闫玉洁，张刚，于佳宏，赵放第四大组：孙一正，魏凤霞，陈彤，刘静，梁纪灵，谭心，刘康，付林，牛军剑
