废水的好氧生化处理实验报告

有机废水的好氧生化处理——SBR生化工艺

实验报告

一.实验原理

SBR是序批式活性污泥法的简称，是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。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。尤其适用于间歇排放和流量变化较大的场合。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。目前常用的活性污泥法包括普通活性污泥法、完全混合曝气、阶段曝气法、氧化沟及SBR。本实验介绍的是实验室SBR处理污水。

二.实验目的

（1）通过实验准备，了解掌握各种活性污泥法生化处理工艺的基本过程及特点。在此基础上选择一套设备，进行好氧活性污泥作用下处理有机废水的实验。

（2）掌握生化处理过程COD、DO、BOD的检测分析方法。

（3）通过中试规模装置的示范实验了解所选废水处理工艺过程的操作控制，了解反应器的操作特性。

三.实验步骤

3.1实验准备

3.1.1设备检查与分工

组成实验组，确定实验组成员5人。

对SBR设备进行详细的工艺、设备、管路研究，绘制设备结构图和（或）工艺流程图，确定操作方法，确定实验计划。

3.1.2分析方法准备

从国家环保部网站下载打印BOD5、COD Cr、pH、DO等分析方法，操作时随身携带参考。各类仪器的使用方法及注意事项，进实验室后找指导教师请教。

微生物培养过程的污泥性状检测由上组完成。

3.1.3废水配制

由上组完成

3.2实验操作

3.2.1设备操作方式

实验所配SBR为连续流操作工艺，加压生化为批式操作工艺。由于设备加工选型的局限，目前实验全部采用批式操作。间歇进水后观察水质随处理时间的变化。

3.2.2活性污泥培养

接手设备时需对设备内的活性污泥状况进行观察及测试，如果污泥数量较少、活性不足，则需进行培养。培养所需废水浓度同实验浓度。培养过程中需测定溶解氧浓度，并对微生物相进行镜检。

操作方式：取出一定量有机废水，静置20min后观察是否沉淀分层，若沉淀分层则取废水进行稀释至20mL，分别稀释5倍（4mL废水+16mL去离子水，后同）、10倍、20倍，分别检测COD Cr（检测方法见下），是否满足要求：COD Cr≥1000，满足要求者为本实验稀释倍数。

3.2.3实验操作

待反应器中活性污泥数量充裕、生物相稳定后，进行两个批次不同COD Cr起始浓度的废水降解实验。对过程进行DO、pH、COD Cr测定。至少测定一次实验的起、终点的BOD5，比较其差异。

DO检测方法：

1.溶解氧测定仪和溶解氧膜电极的使用均按说明书进行。

2调节：按仪器说明书进行调节和温度补偿。

3零点校正：将溶解氧膜电极的探头浸入新配的零氧溶液(一般用5%～10%亚硫酸钠溶液，可加入适量的二价钴盐作催化剂)，进行校零。

4校准：按说明书的校准方法进行校准。一般溶解氧测定仪可在空气中校准。

5在已知体积的溶解氧瓶内装满样品（或经稀释的样品），轻轻敲击瓶颈使气泡完全溢出。调整被测水样的温度在5℃～40℃，水样流速在100ml/min左右，水样压力小于0.4MPa。

6 先将漏斗插入溶解氧瓶内，然后再插入电极，放在磁性搅拌器上，打开搅拌器，开始测定。当溶解氧测定仪读数稳定后记下读数，此时即得该样品的溶解氧浓度（以mg/L计）。

注：在每一次测定之前，都要用水充分冲洗漏斗及电极，并用滤纸吸干，以避免相互污染。

BOD5的检测：

1.水样的预处理

（1）水样的pH值若超出6.5—7.5范围时，可用盐酸或氢氧化钠稀溶液调节pH近于7，但用量不要超过水样体积的0.5%。若水样的酸度或碱度很高，可改用高浓度的碱或酸进行中和。

（2）水样中含有铜、铅、锌、镉、铬、砷、氰等有毒物质时，可使用经驯化的微生物接种液的稀释水进行稀释，或提高稀释倍数以减少毒物的浓度。

（3）含有少量游离氯的水样，一般放置1—2h，游离氯即可消失。对于游离氯在短时间不能消散的水样，可加入亚硫酸钠溶液，以除去之。其加入量由下述方法决定。

取已中和好的水样100ml，加入1+1乙酸10ml，10%（m/V）碘化钾溶液1ml，混匀。以淀粉溶液为指示剂，用亚硫酸钠溶液滴定游离碘。由亚硫酸钠溶液消耗的体积，计算出水样中应加入亚硫酸钠溶液的量。

（4）从水温较低的水域或富营养化的湖泊中采集的水样，可遇到含有过饱和溶解氧，此时应将水样迅速升温至20℃左右，在不使满瓶的情况下，充分振摇，并时时开塞放气，以赶出过饱和的溶解氧。

从水温较高的水域或废水排放口取得的水样，则应迅速使其冷却至20℃左右，并充分振摇，使与空气中氧分压接近平衡。

2．不经稀释水样的测定

溶解氧含量较高、有机物含量较少的地面水，可不经稀释，而直接以虹吸法，将约20℃的混匀水样转移入两个溶解氧瓶内，转移过程中应注意不使产生气泡。以同样的操作使两个溶解氧瓶充满水样后溢出少许，加塞。瓶内不应有气泡。

其中一瓶随即测定溶解氧，另一瓶的瓶口进行水封后，放入培养箱中，在20±1℃培养5d。在培养过程中注意添加封口水。

从开始放入培养箱算起，经过五昼夜后，弃去封口水，测定剩余的溶解氧。

3．需经稀释水样的测定

稀释操作：

一般稀释法：

按照选定的稀释比例，用虹吸法沿筒壁先引入部分稀释水（或接种稀释水）于1000ml量筒中，加入需要量的均匀水样，再引入稀释水（或接种稀释水）至800ml，用带胶版的玻棒小心上下搅匀。搅拌时勿使搅棒的胶版漏出水面，防止产生气泡。按不经稀释水样的测定相同操作步骤，进行装瓶、测定当天溶解氧和培养5d后的溶解氧。

另取两个溶解氧瓶，用虹吸法装满稀释水（或接种稀释水）作为空白试验。测定5d前后的溶解氧。

直接稀释法：

直接稀释法是在溶解氧瓶内直接稀释。在已知两个容积相同（其差< 1ml）的溶解氧瓶内，用虹吸法加入部分稀释水（或接种稀释水），再加入根据瓶容积和稀释比例计算出的水样量，然后用稀释水（或接种稀释水）使刚好充满，加塞，勿留气泡于瓶内。其余操作与上述一般稀释法相同。

BOD5测定中，一般采用叠氮化钠改良法测定溶解氧。如遇干扰物质，应根据具体情况采用其他方法（详见溶解氧测定方法）。

计算

1．不经稀释直接培养的水样

BOD5（mg/L）=C1-C2

式中，C1--水样在培养前的溶解氧浓度（mg/L）；

C2--水样经5d培养后，剩余溶解氧浓度（mg/L）。

2．经稀释后培养的水样BOD5（mg/L）=

()()

21

2

1

2

1

f f

B

B

C

C-

-

-

式中，B1---稀释水（或接种稀释水）在培养前的溶解氧（mg/L）；

B2--稀释水（或接种稀释水）在培养后的溶解氧（mg/L）；

f1--稀释水（或接种稀释水）在培养液中所占比例；

f2--水样在培养液中所占比例。

注：f1、f2的计算：例如培养液的稀释比为3%，即3份水样，97份稀释水，则f1=0.97，

f2=0.03。

COD Cr检测：

1.试剂

除非另有说明，实验时所用试剂均为符合国家标准的分析纯试剂，试验用水均为蒸馏水或同等纯度的水。

1.1 硫酸银(Ag2SO4)，化学纯。

1.2 硫酸汞(HgS04)，化学纯。

1.3 硫酸(H2SO4)，p＝1.84g／mL。

1.4 硫酸银－硫酸试剂：向1L硫酸(1.3)中加入10g硫酸银(1.1).放置1—2天使之溶解，并混匀，使用前小心摇动。

1.5 重铬酸钾标准溶液：

1.5.1 浓度为C(1／6K2Cr2O7)＝0.250mol／L的重铬酸钾标准溶液：将1

2.258g在105℃干燥2h后的重铬酸钾溶于水中，稀释至1000mL。

1.5.2 浓度为C(1/6K2Cr2O7)＝0.0250mo1／L的重铬酸钾标准溶液：将1.5.1条的溶液稀释10倍而成。

1.6硫酸亚铁铵标准滴定溶液

1.6.1 浓度为C[(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O]≈0.10mo1／L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液；溶解39g 硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O]于水中，加入20mL硫酸(1.3)，待其溶液冷却后稀释至1000mL。

1.6.2 每日临用前，必须用重铬酸钾标准溶液(1.5.1)准确标定此溶液(1.6.1)的浓度。

取10.00mL重铬酸钾标准溶液(1.5.1)置于锥形瓶中，用水稀释至约100mL，加入30mL硫酸(1.3)，混匀，冷却后，加3滴(约0.15mL)试亚铁灵指示剂(1.7)，用硫酸亚铁铵(1.6.1)滴定溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点。记录下硫酸亚铁铵的消耗量(mL)。

1.6.3 硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算：

式中：V--滴定时消耗硫酸亚铁铵溶液的毫升数。

1.6.4 浓度为C[(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O)≈0.010mo1／L的硫酸亚铁铵标准滴定溶液：将1.6.1条的溶液稀释10倍，用重铬酸钾标准溶液(1.5.2)标定，其滴定步骤及浓度计算分别与1.6.2及1.6.3类同。

1.7 邻苯二甲酸氢钾标准溶液，C(KC6H5O4)＝

2.0824mmo1／L：称取105℃时干燥2h的邻苯二甲酸氢钾(HOOCC6H4COOK)0.4251g溶于水，并稀释至1000mL，混匀。以重铬酸钾为氧化剂，将邻苯二甲酸氢钾完全氧化的COD值为1.1768氧／克(指1g邻苯二甲酸氢钾耗氧1.176g)故该标准溶液的理论COD值为500mg／L。

1.8 1，10－菲绕啉(1，10－phenanathroline monohy drate)指示剂溶液：溶解0.7g七水合硫酸亚铁(FeSO4?7H2O)于50mL的水中，加入1.5g1，10－菲统啉，搅动至溶解，加水稀释至100mL。

1.9 防爆沸玻璃珠。

2 采样和样品

2.1 采样

水样要采集于玻璃瓶中，应尽快分析。如不能立即分析时，应加入硫酸(1.3)至pH＜2，置4℃

下保存。但保存时间不多于5天。采集水样的体积不得少于100mL。

2.2 试料的准备

将试样充分摇匀，取出20.0mL作为试料。

3 步骤

3.1 对于COD值小于50mg／L的水样，应采用低浓度的重铬酸钾标准溶液(1.5.2)氧化，加热回流以后，采用低浓度的硫酸亚铁铵标准溶液(1.6.4)回滴。

3.2 该方法对未经稀释的水样其测定上限为700mg／L，超过此限时必须经稀释后测定。3.3 对于污染严重的水样。可选取所需体积1／10的试料和1／10的试剂，放入10×150mm 硬质玻璃管中，摇匀后，用酒精灯加热至沸数分钟，观察溶液是否变成蓝绿色。如呈蓝绿色，应再适当少取试料，重复以上试验，直至溶液不变蓝绿色为止。从而确定待测水样适当的稀释倍数。

3.4 取试料(2.2)于锥形瓶中，或取适量试料加水至20.0mL。

3.5 空白试验：按相同步骤以20.0mL水代替试料进行空白试验，其余试剂和试料测定(3.8)相同，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V1。

3.6 校核试验：按测定试料(3.8)提供的方法分析20.0mL邻苯二甲酸氢钾标准溶液(1.7)的COD值，用以检验操作技术及试剂纯度。

该溶液的理论COD值为500mg／L，如果校核试验的结果大于该值的96％，即可认为实验步骤基本上是适宜的，否则，必须寻找失败的原因，重复实验，使之达到要求。

3.7 去干扰试验：无机还原性物质如亚硝酸盐、硫化物及二价铁盐将使结果增加，将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。

该实验的主要干扰物为氯化物，可加入硫酸汞(1.2)部分地除去，经回流后，氯离子可与硫酸汞结合成可溶性的氯汞络合物。

当氯离子含量超过1000mg／L时，COD的最低允许值为250mg／L，低于此值结果的准确度就不可靠。

3.8 水样的测定：于试料(3.4)中加入10.0mL重铬酸钾标准溶液(1.5.1)和几颗防爆沸玻璃珠(1.9)，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(1.4)，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20－30mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管后，取下锥形瓶，再用水稀释至140mL 左右。

溶液冷却至室温后，加入3滴1，10－菲绕啉指示剂溶液(1.8)，用硫酸亚铁铵标准滴定溶液(1.6)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。

以mg／L计的水样化学需氧量，计算公式如下：

式中：C——硫酸亚铁铵标准滴定溶液(1.6)的浓度，mo1／L；

V1——空白试验(7.4)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL；

V2——试料测定(7.8)所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，mL；