实验八 废水可生化性实验
一、实验目的
1.了解废水可生化性判别的原理和方法。 2.掌握废水可生化性生化呼吸线法测定过程。 3.掌握废水可生化性测定的应用。
二.实验原理及方案
2.1实验原理
1)废水生化处理的机理及要素:可生化废水生化处理主要是通过活性污泥微生物的新陈代谢作用实现的。活性污泥中微生物是由细菌、真菌、原生动物、后生动物等组成的生态系。细菌是这个生态系中最主要的组成部分。利用微生物对废水中有机、有毒物质进行吸附和氧化分解。其过程有物理化学作用和生物化学作用。污水中有机物向活性污泥表面附聚。由于活性污泥为松软的絮状体，表面积大，有较强的吸附力，所以活性污泥能对有机物或有毒物质进行吸附，其中可溶性有机物直接被细菌所吸附，而不溶性有机物通过细菌分泌的酸作用，将其降解为可溶性有机物后，再被细菌吸收，吸收到细菌体内的有机物，在有氧的条件下，将其中一部分有机物进行分解代谢，即氧化分解，以获得合成新细胞所需要的能量，并最终形成二氧化碳和水等稳定物质，再通过凝聚沉淀分离，使污水净化无害。
2)生化处理过程中保证微生物生命的基本要素: a)水温保持20～30℃最为适宜;
b)pH值7～9:活性污泥中微生物适宜中性或偏碱性环境中;
c)营养物质与活性污泥的结构、处理废水中的有机杂质等密切相关。除以生物需氧量BOD表示的碳源外，还需要N、P和其它微量元素。
2.2实验方案
1)本实验是通过测定活性污泥的呼吸速度来考察乙醛废水生物处理的可能性。生物对氧的消耗称之为呼吸，通过连续测定活性污泥微生物的呼吸，即连续测定水样中溶解氧的变化，来研究活性污泥进行生化反应的可能性。当活性污泥处于内呼吸阶段(微生物取得生命活动的能量，仅仅利用体内贮藏的物质)，呼吸速度是恒定的，即耗氧量相对稳定，所以耗氧量与时间成一直线关系，此直线称为内呼吸线。当活性污泥接触含有有机物或污水后，由于分解水中的有机物，其耗氧速度要加快，耗氧量随时间的变化是一条特征曲线，称之为生化呼吸曲线。
其需氧速度可以用下式表示: (do/dt)D=(do/dt)F+(do/dt)T 式中: (do/dt)D -总的需氧速度;
(do/dt)F -降解有机物，合成新细胞的耗氧速率; (do/to)T-微生物内源呼吸速率。
如果废水对微生物无抑制作用，则微生物与废水混合后，立即大量摄取有机物合成新
细胞，也消耗水中的溶解氧，溶解氧的吸收量与废水中的有机物浓度有关。开始时，间歇生物反应器有机物浓度高，微生物吸收氧的速度较快，随着有机物的逐渐被去除，氧吸收速率也逐
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渐减慢，最后等于内呼吸速率，若废水中某一种或几种成分对微生物的生长有毒害或抑制作用，微生物降解分解有机物的速度便会停止或减慢。因此，可以通过测定活性污泥的呼吸速度，用氧吸收的累计值与时间的关系曲线，呼吸速率与时间的关系曲线来判断废水生物处理可能性的最大允许浓度。
实验所得:
a)生化呼吸线在内呼吸线之上，该废水可生化处理。
b)生化呼吸线在内呼吸线之下，该废水不可生化处理，废水对生物有抑制作用。 c)生化呼吸线与内呼吸线重合，该废水对生物无抑制作用。
三、实验装置图及所需仪器设备
超级恒温水浴、磁力搅拌器、溶解氧测定仪、秒表、烧杯、锥形瓶,，见图1。
四、实验步骤:
1、从吉化污水处理厂取曝气池活性污泥曝气培养。 2、配制废水:乙醛废水的来源为吉化电石厂的乙醛废水。 3、分别取250mL曝气后的活性污泥于两个锥形瓶中。
(1)甲瓶做内呼吸测定，用自来水加满，在20～30℃的恒温水浴并用磁力搅拌的条件下，用溶解氧仪测定其中溶解氧的变化值，每隔30s读数一次。以时间做横坐标，耗氧量做纵坐标做出内源呼吸线。
(2)乙瓶做生化呼吸线测定，加入10mL待测废水，再用自来水加满锥形瓶，在同样的条件下用溶解氧仪测定，其中溶解氧的变化值，同样每隔30s读数一次。以时间做横坐标，耗氧量做纵坐标在同一坐标系中做出生化呼吸曲线。
(3)比较两条呼吸线得出可生化性结论。
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图1实验装置
3 4
1磁力搅拌器 2.DO探头 3.三角瓶 4.DO测定仪
五.实验数据处理及分析
乙醛废水的可生化性测定数据见表1，呼吸线见图2。
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表1废水可生化性实验数据
时间/min 内源呼吸耗氧速率（累积）mg/l 生化呼吸耗氧时间/min 速率（累积） mg/l 内源呼吸耗氧速率（累积） mg/l 生化呼吸耗氧速率（累积）mg/l
0
图2 废水可生化曲线
t/min
生化呼吸线（不可生化） DO/mg
生化呼吸线（可生化） 内源呼吸线 由图1可以看出，乙醛废水的生化呼吸曲线在污泥的内源呼吸线之上，也就是说该废水可以用生化方法来进行处理，得到比较好的效果，即该废水为可生化废水。
六、讨论
1.测定废水的可生化性在废水处理中的作用。
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实验九 SBR法计算机自动控制系统
一、试验目的
1、通过试验认识SBR法计算机自动控制系统的构造及运行过程 2、加深对SBR法的工艺特征的认识。
二、试验原理
SBR法是序列式间歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process）的简称，他又可称为序批式活性污泥处理系统。SBR法是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥处理技术，可以说SBR法是一种既年轻又古老的水处理工艺，这是因为早在1914年英国人Alden与Lookett等发明了活性污泥生物处理法时，在运行上就是采用间歇的运行方式，但是在当时的情况下，由于曝气器和自控设备的限制，以及一些在认识上的问题等给运行操作带来了诸多不便，因此，就将间歇的运行方式改为连续的运行方式。而在20世纪80年代以后，由于自动化控制、计算机等高新技术的迅猛发展，以及一些在污泥处理领域的日益普及和应用（例如，，电池阀、气动阀、溶解氧传感器 、水位传感器等），使得活性污泥法中各项主要指标，如溶解氧（DO）、PH值、电导率、氧化还原电位（ORP）等 ,都能通过自动检测仪表做到自控操作，这样就为活性污泥法的间歇运行创造了条件。1979年美国人R。L。Irbine等又重新提出了间歇进水、间歇出水的活性污泥处理工艺，即SBR法，这一观点很快得到了认同与重视，并在美澳得到较广泛的应用。
SBR法与传统活性污泥法的最大区别是：以时间分割的操作方式代替了传统的空间分割的操作方式；以非稳态的生化反应代替了传统的稳态生化反应；以静止的理论沉淀方式代替了传统的动态沉淀方式。SBR技术的核心就是SBR反应器（池），该池将调节、均化、初沉、生物降解、二沉等多重功能集于一池，通常情况下，它主要由反应池、配水系统、排水系统、曝气系统、排泥系统，以及自控系统所组成。SBR工艺在运行上的主要特征是顺序、间歇式的周期运行，其一个周期的运行通常可分为以下五个阶段。
（1）进水阶段：将待处理污水注入反应池，注满后再进行反应。此时的反应池就起到了调节池调节均化的作用。另外，在注水的过程中，也可以配合其它操作，如曝气、搅拌等以达到某种效果。
（2）反应降解阶段：污水达到反应器设计水位后，便进行反应。根据不同的处理目的，可采取不同的操作,如预降解水中的有机物（去除BOD）要进行硝化、吸收磷就以曝气为主要操作方式；若欲进行反硝化反应，则应进行慢速搅拌。
（3）沉淀澄清阶段：以理性静态的沉淀方式使泥水进行分离。由于是在静水条件下进行沉淀，因而能够达到良好的沉淀澄清及污泥浓缩效果。
（4）排放处理水阶段：经沉淀澄清后，将上清液作为处理水排放直至设计最低水位，有时在此阶段在排水后可排放部分剩余污泥。
（5）待进水阶段：此时反应器内残存高浓度活性污泥混合液。 整个运行过程如图I所示。 在工艺方面SBR法具有以下特点：
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（1）生化反应推动力大，反应效率高，池内可处于好氧、厌氧交替状态，净化效果好。 （2）运行稳定，污水在理想状态下沉淀，沉淀效率高，排出水水质好。
（3）耐冲击负荷能力强，池内滞流的处理水对污水有稀释、缓冲的作用，可以有效抵抗水量和有机物的冲击。
（4）运行灵活，工序的操作可根据水质水量进行调整。 （5）构造简单，便于操作及维护管理。
（6）控制反应池中的 DO，BOD5，可有效控制活性污泥膨胀。
（7）适当控制运行方式可实现好氧、缺氧、厌氧的交替，使其具有了较好的脱氮、脱磷效果。
（8）工艺流程简单，造价低，无需设二沉池及污泥回流系统，初沉池和调节池通常也可省略，占地面积小。
三、实验设备及仪器
（1） SBR法计算机控制系统 （2） 水泵； （3） 水箱； （4） 空压机。
四、实验操作步骤
（1）、由计算机控制，打开水泵将原水送入反应器，至设计水位（水位可以由水位继电器
来控制）。
（2）、关闭水泵打开气阀，空压机开始曝气（根据目的不同，也可设定计算机程序在进水
的同时也进行曝气等操作），曝气时间根据需要在计算机程序上设定。
（3）、经过设定的曝气时间后，计算机给出指令，停止曝气，关闭气阀，使反应器内混合
夜静沉，静沉的时间通过计算机程序来设定。 （4）、经过设定的静沉时间后，计算机指令打开阀Ⅰ,使排水管中充满上清夜，并使滗水
器上浮到夜面上，然后指令关闭阀Ⅰ后打开阀Ⅱ，排出上清夜。 （5）、计算机指令关闭阀Ⅱ。
五、思考题
（1）、简述SBR法与活性污泥法的区别与联系。 （2）、简述SBR法污泥运行过程。 （3）、简述SBR法在工艺上的特点。 （4）、简述滗水器的作用。
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