序批式活性污泥法SBR实验讲义201504

-1-序批式活性污泥法实验讲义序批式活性污泥处理系统也称间歇式活性污泥处理系统，即SBR工艺（SequencingBatchReactor)。一．实验目的1．应熟练掌握SBR活性污泥法工艺各工序操作要点；2．熟练掌握活性污泥浓度、COD和SV%的测定方法；3．了解SBR活性污泥工艺曝气池的内部构造和主要组成；4．了解有机负荷对有机物去除率及活性污泥增长率的影响。二．实验原理SBR工艺作为活性污泥法的一种，其去除有机物的机理与传统的活性污泥法相同。但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态沉淀，它的主要特征是在运行上的有序和序批操作。SBR技术的核心是SBR反应池，该池集水质均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一身，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（流态上属于完全混合式，有机物降解方面是随时间上的推流）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，有效控制活性污泥膨胀。7、SBR法系统本身也适合于组合式构造方法，利于废水处理厂的扩建和改造。8、脱氮除磷，适当控制运行方式，实现好氧、缺氧、厌氧状态交替，具有良好的脱氮除磷效果。9、工艺流程简单、造价低。主体设备只有一个序批式序批反应器，无二沉池、污泥回流系统，调节池、初沉池也可省略，布置紧凑、占地面积省。SBR的工艺流程如图1所示：进水反应沉淀排水(泥)闲置图1SBR工艺曝气池运行工序示意图-2-SBR实验装置：由原水箱、SBR反应池、PLC控制器和触摸屏组成。原水箱、SBR反应池是由有机玻璃制成的水池，长×宽×高=180mm×180mm×400mm。有效水深：350mm，有效容积11.3升)。反应器主要设备：1．原水箱、SBR反应池搅拌为潜水搅拌器，功率为2.5W；2．进水系统由进水泵和浮球液位计组成；3．曝气系统由供养泵及微孔曝气器组成；4．排水、排泥系统设置固定排水管，当沉淀工序结束后，上清液经排水管排出，剩余污泥由池底定期排出。三．实验仪器及药品1．SBR实验演示装置1台；所需药剂葡萄糖、尿素、磷酸二氢钾、碳酸钠等若干。2．SVI、悬浮固体浓度测定装置及设备：100ml量桶4支（用于取混合液）；布氏漏斗及500ml抽滤瓶1套；镊子1支；洗瓶1个；滤纸若干片；水环真空泵1台；250ml烧杯4个；陶瓷干燥皿1个；鼓风烘箱1台；分析天平1台。3．COD测定装置及设备：快速COD测定仪一台；COD消解装置一台；消解用试管若干；COD快速测定所需药剂若干；刻度滴管0.5ml、1ml、2ml、5ml、10ml各1支；吸耳球1个；100ml容量瓶2个；4．氨氮测定装置分光光度计一台；pH计一台；20mm比色皿；50ml具塞比色管1盒；100ml、250ml烧杯各2个；250ml、500ml、1000ml容量瓶各2个。四．操作步骤1、设备的启动和运行首先，熟悉SBR实验演示装置所有设备的作用及管路的连接，以及相互之间的关系，了解装置的工作原理。在此基础上，开始实验装置的启动和运行。（1)管路、设备检查及清水试验在装置开始运行前先对装置中的管路、设备进行运行检查。连接好设备后在原水箱、反应器内加注清水，检查是否有漏水情况；手动运行各设备，检查设备运行过程中有无异响，观察设备运行是否平稳，曝气装置释放的气泡是否均匀。经检查，如设备正常则可进行连续运行检查。根据实验目的，在触摸屏上分别设定进水、搅拌、曝气、沉淀、排水时间及循环次数等运行参数，使装置连续运行。（2)活性污泥的培养和驯化取市政污水厂回流泵房污泥作为接种污泥，将污泥倒入SBR实验装置的反应池中，污泥体积占反应池有效体积的1/3～2/3，加入自来水至最高有效液位。将SBR装置的控制选择为手动控制，打开曝气装置，空曝气1～2天。-3-然后在原水箱配置低COD浓度（COD：100～150mg/L）的实验用水，也可直接采用稀释的生活污水或工业废水，根据废水的性质和处理程度控制SBR反应池缺氧搅拌时间、曝气时间、循环次数等运行参数，使设备连续运行。根据污泥沉降性能和出水水质情况，逐步增大进水COD浓度和进水水量，直到污泥性质稳定可以直接进入正常浓度污水（COD：250～400mg/L）。污泥驯化主要有两个目的：一是使活性污泥适应将要处理废水中的有机物；二是使污泥具有良好的沉降性能。装置运行稳定的标志是：1）污泥浓度基本稳定；2）有机物去除率基本稳定；3）污泥沉降迅速。2、SBR自动控制设定SBR法的运行分五个阶段，即：进水阶段，反应阶段，沉淀阶段，排水（泥）水阶段和等待进水阶段。设定各运行阶段不同的操作运行时间，观察不同运行状况下SBR各个阶段的运行情况。可使用清水观察实验装置运行情况。（1)常规活性污泥法运行设定进水时间（1min）、搅拌时间（1min）、曝气时间（2min）、沉淀时间（1min）、排水时间（1min）。（2)预曝气活性污泥法设定进水时间（1min）、预曝气时间（与进水同步1min）、曝气时间（2min）、沉淀时间（1min）、排水时间（1min）。（3)缺氧－曝气活性污泥法设定进水时间（1min）、缺氧曝气与搅拌时间（与进水同步1min，曝气量控制溶解氧＜0.5mg/L）、曝气时间（2min）、沉淀时间（1min）、排水时间（1min）。（4)厌氧－缺氧－曝气活性污泥法设定进水时间（1min）、搅拌时间（与进水同步1min，单独搅拌1min）、缺氧曝气与搅拌时间（1min，曝气量控制溶解氧＜0.5mg/L）、曝气（2min）、沉淀（1min）、排水时间（1min）。3、常规曝气SBR好氧活性污泥法运行实验设定SBR运行程序为：进水时间（5min）、搅拌时间（与进水同步5min）、曝气时间（30min）、沉淀时间（30min）、排水时间（5min）。将驯化完成的活性污泥倒入SBR反应器，进入负荷运行实验。4、污泥性质及处理水质分析设备进水之前取上一周期反应后的污泥100ml，测定污泥相关性质，对稳定运行后的反应器出水水质进行监测分析。（1)SV%及SVI指数测定通常沉降性能的指标用污泥沉降比和污泥指数来表示，沉降比SV%即100mL曝气池出水混合液在量筒中静置沉淀30min后，沉淀后的污泥体积和混合液的体积（100mL）之比值。污泥指数（SVI）的全称为污泥容积指数，是曝气池出口处混合液经30min静沉后，1g干污泥所占的容积以mL计，即：-4-SV%=混合液30min静沉后污泥容积（mL）/100污泥指数(SVI)=)/(10%LgMLSSSV（2)污泥浓度测定将布式漏斗、抽滤瓶及真空泵准备好后，将0.45μm的微滤膜（已在烘箱内105℃下烘干衡重，并称量重量）放入布式漏斗中，用玻璃棒蘸蒸馏水将微滤膜浸湿，使其与布式漏斗完全贴合。打开真空泵，并将从反应器内的混合液100ml缓慢倒入漏斗内，并用蒸馏水将量桶完全冲净，保证所有悬浮固体完全被微滤膜截留。将微滤膜连同污泥从漏斗中取出放入通风烘箱中在105℃下烘干2小时，取出称量并记录重量，再将其放入烘箱中继续烘干，直至微滤膜重量不再发生变化为止，记录重量。（3)COD测定取测定污泥浓度剩下的抽滤液及反应器沉淀阶段上清液各20ml，按照COD测定方法进行测定分析，计算反应器对废水中COD的处理效果。（4）氨氮测定取测定污泥浓度剩下的抽滤液及反应器沉淀阶段上清液各20ml，按照氨氮测定方法进行测定分析，计算反应器对废水中氨氮的处理效果。五．注意事项1、检查原水箱的液位；2、进行COD实验时注意药品不要滴洒到皮肤上；3、使用烘箱时要防止烫伤。六．实验结果及数据处理1、SV%测定及污泥浓度测定通常沉降性能的指标用污泥沉降比和污泥指数来表示，沉降比SV%即100mL曝气池出水混合液在量筒中静置沉淀30min后，沉淀后的污泥体积和混合液的体积（100mL）之比值。名称样品干微滤膜重（g）过滤后干滤纸重（g）过滤后溶液体积（ml）MLSS(mg/L)沉降比SV%反应后混液2、COD、氨氮及去除率测定名称样品原水值反应器初始值反应后值去除率COD（mg/L）氨氮（mg/L）3、实验结果分析①计算取水样的COD去除率，以mg(COD)/mg(MLSS)·d计算反应器的污泥负荷。