专业： 环境工程
文物艺术品拍卖规程姓名： 王 义
学号： 3071401071
日期： 2010-6-4
课程名称： 水处理工程实验 指导老师： 胡宏 成绩：__________________
实验名称： SBR处理废水实验 类型：________________同组学生姓名： 张继高
陈巧丽、林蓓 理性经济人
一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填）
三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填）
七、讨论、心得
一、实验目的和要求
SBR 是序批式间歇活性污泥法的简称。间歇性活性污泥法是一种间歇运行的生物处理工艺，运行时，污水分批进入池中，经活性污泥净化，到净化后的上澄液排出池外，完成一个运行周期，每个运行周期可划分为进水期、反应期、沉淀期、污水排放期和闲置期。SBR 法是近年来在国内外被引起广泛重视和研究日趋增多的一种污水生物处理新技术，具有较高的脱氮除磷效果，目前业已有一些生产性装置在运行中。 通过实验希望达到掌握SBR 工艺运行机理和确定运行参数的基本方法。
二、实验内容和原理
SBR的运行机理：
SBR 法的运行操作如图1所示，废水流入开始到待机时间结束为一个周期，一切过程都在一个设有曝气装置的SBR 反应器内进行，不必另设沉淀池和污泥回流泵等装置。
进水工序是SBR 反应器接纳废水的过程，反应器处于前个周期的排水或待机状态，反应器内剩有活性污泥混合液；充氧反应工序是在反应池内进行鼓风曝气，通过活性污泥中微生
物作用消减废水中有机物；沉淀工序相当于传统活性污泥法中的二次沉淀池，活性污泥与水进行沉淀分离；排水工序是排出活性污泥沉淀后的上清液，恢复到处理周期开始的最低水位，反应器底部沉降的活性污泥大部分作为下个周期的回流污泥使用，过剩的剩余污泥定时引出排放，另外，反应器中还剩下一部分处理水，起循环水和稀释水的作用；闲置工序是沉淀之后到下个周期开始的期间，为保持污泥的活性，可进行搅拌。
SBR 工艺的操作过程：
进水期：将原污水或经预处理后的污水引入SBR反应器；充水时间根据处理规模和反应器容积及污水水质而定，一般为1~4h，通水量一般为SBR容器的一半。
反应期：SBR 反应器充满水后，进行曝气如同连续式完全混合活性污泥法，对有机物进行生物降解；曝气时间取决于污水的性质，反应器中污泥浓度及曝气方式等因素，一般在2~8h。
沉淀期：沉淀过程的功能是澄清出水，浓缩污泥，沉淀期所需的时间应根据污水的类型及处理要求具体确定，一般为1~2h。
排水排泥期：将上清液排出反应器，将相当于反应过程中生长而产生的污泥量排出反应器，以保持反应器内一定数量的污泥，时间为1~2h。
闲置期：在静置、无进水的条件下，使微生物通过内源呼吸作用恢复其活性，为下一运行周期创造良好的初始条件。
三、主要仪器设备装置
常用实验室仪器；SBR装置；加热-回流装置；25mL酸式滴定管；防暴沸玻璃珠；250ml锥形瓶若干；20ml、10ml移液管各1支。
蒸馏水；硫酸银，化学纯；硫酸，ρ=1.84g/mL；硫酸银-硫酸试剂；重铬酸钾标准溶液（c（1/6 K2Cr2O7）=0.25mol/L）；硫酸亚铁铵标准滴定溶液（c=0.1008mol/L）；试亚铁灵指示剂溶液。
四、操作方法和实验步骤
不同氧化时间的处理效果的实验步骤
1、 取40ml废水箱中的废水、60ml SBR反应池中废水的水样，混合后作为原配水样，测定其CODcr值；
2、 开启进水泵，调整进水流量为80L/h（进水方式可为不曝气、半曝气或全曝气），进水0.5h停止，取80ml混合水样（不曝气时在进水结束后搅拌1min再取水样）于离心管中，3000r/min转速下离心10min后取上清液20ml，测定其CODcr值；
3、 开启真空泵，曝气90min，自开始曝气起每隔30min取SBR反应期的80ml水样于离心管，3000r/min转速下离心10min后取上清液20ml，测定其CODcr值；
4、 实验完成后，关闭真空泵、电源开关，整理实验数据。
水质化学需氧量COD测定的实验步骤
1) 移液管取20.0mL待测试料于洁净的250ml锥形瓶中。
2) 于试料中加入10.0mL重铬酸钾标准溶液和几颗防爆沸玻璃珠，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，以防止低沸点有机物的逸出，混合均匀后开始加热，自溶液开始沸腾起回流1小时。
3) 充分冷却后，用难忘的一课教学设计20—30mL水自冷凝管上端冲洗冷凝管2-3次，取下锥形瓶。
4) 待溶液冷却至室温后，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，溶液的颜由黄经蓝绿变为红褐即为终点。记下硫酸亚铁铵标准滴定溶液的消耗毫升数V2。
空白试验：
按相同步骤以20.0ml蒸馏水代替试料进行空白试验，记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁铵标准溶液的毫升数V1。
五、实验数据记录和处理
水质COD测定：
重铬酸钾标准溶液浓度c(1/6K2Cr2O7)=0.25mol/L，标定得(NH4)2Fe(SO2012年中央1号文件4)2的浓度C =0.1008mol/L；空白试验所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V1=24.70mL；试料测定所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积V2；试料的体积V0=20.00mL，则：
计算公式：
表1 SBR法处理废水实验——三种不同曝气方式下的进水期、反应期实验数据
| 水样 | 硫酸亚铁铵 滴定用量(mL) | CODCr (mg/L) | CODCr去除率(%) |
限制性 进水 | 蒸馏水空白 | 24.70 | | |
原配水样 | 20.67 | 162.49 | 0.00 |
进水结束混合水样 | 22.78 | 77.41 | 52.36 |
反应30 min水样 | 24.00 | 28.22 | 82.63 |
反应60 min水样 | 23.32 | 55.64 | 65.76 |
反应90 min水样 | 24.02 | 27.42 | 83.13 |
半限制性 进水 | 蒸馏水空白 | 26.17 | | |
原配水样 | 22.18 | 160.88 | 0.0 |
进水结束混合水样 | 24.94 | 49.59 | 69.2 |
反应30 min水样 | 24.41 | 70.96 | 55.9 |
反应60 min水样 | 24.60 | 63.30 | 60.7 |
反应90 min水样 | 24.92 | 50.40 | 68.7 |
非限制性 进水 | 蒸馏水空白 | 26.17 | | |
原配水样 | 21.90 | 172.17 | 0.0 |
进水结束混合水样 | 24.90 | 51.21 | 70.3 |
反应30 min水样 | 24.70 | 59.27 | 65.6 |
反应60 min水样 | 24.42 | 70.56 | 59.0 |
反应90 min水样 | 24.25 | 77.41 | 55.0 |
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说明：
本小组实验采用的是限制性进水，0.5h进水过程均不曝气；
灰底数据组是因为滴定时忘记加指示剂，滴定过头（始刻度0.02ml，终刻度25.20ml），上表中记录的数据为在滴定过头的水样中补加指示剂后，再加入5.00ml重铬酸钾溶液，重用硫酸亚铁铵标准滴定溶液进行回滴（始刻度0.08，终刻度10.08），依此换算得到硫酸亚铁铵滴定用量为22.78mL。
六、实验结果与分析
【不同曝气方式下进水期、反应期的废水COD及其去除率变化分析】
从图2、图3中我们可以发现，从进水期到反应期结束，废水中的COD下降都很明显，中间反应期均有一定的回升；而COD去除率都较高，但中间会有一定的下降，然后再上升。
出现这种现象的原因是：进水期的时间长达半个小时，在进水阶段，由于活性污泥具有巨大的表面积，而表面积上又含有多糖类的黏性物质，废水中的COD与活性污泥接触后，迅速被吸附于活性污泥及其他游离微生物表面且部分被微生物吸收降解，所以在进水阶段结束后，测得废水（30min水样）中的COD相对原配水样（0min）有明显的下降，去除率上升到一个较高的值；在反应阶段，活性污泥对COD的吸附达到饱和后，由于废水中大分子有机物在微生物的作用下大都被分解成溶解态的小分子物质（中间产物），溶于水样中使COD值回升；同时，由于混合液中营养物丰富，促使部分微生物呈游离状态，而不能被离心分离的微生物，也可增加COD值，其后因为表面COD被吸收分解，持续吸附废水中COD，废水的COD的去除率可能会再次上升。
图中不同进水条件下废水COD及其去除率比较，在进水期结束以后，三种进水条件下，废水中的COD的去除率关系是：非限制性与半限制性条件下COD去除率近似相等，大于限制性进水条件。在非限制性条件下，半限制性条件下，进水时采用了曝气，而限制性进水时未曝气，而曝气除了供氧，还有搅拌的作用，搅拌下，废水中的COD与活性污泥充分接触并被吸附于活性污泥表面达到极限。
在反应期，非限制性、半限制性进水条件下的废水COD的去除率因大分子有机物在微生物的作用下大都被分解成溶解态的小分子物质（中间产物），溶于水样中使COD值增加；而限制性进水条件下，因为系统开始曝气，废水中的COD与活性污泥得到充分接触使去除率继续上升。随后与其他两种情况类似有反弹，在反应末期，因为表面COD被吸收分解，持续吸附废水中COD，废水的COD圣埃克絮佩里的去除率可能会再次上升。而三种情况相比较，限制性条件下的废水COD去除率最高这可能是因为，开始时被活性污泥吸附的是小而易被降解的有机物，随着过程的进行，这些有机物的分解消化大于另外两种情况，所以造成这种现象。
【实验误差来源分析】
本实验的误差主要来源于水质COD测定，误差来源主要可能是以下几方面：
（1） 回流过程加入硫酸的速度没有控制好，致使有少量低沸点有机物溢出（加硫酸时锥形瓶中有少量烟冒出，说明低沸点有机物的损失不可忽略）；
（2） 考虑到试验时间限制，回流加热时间只有1h（本应为2小时），有机物的氧化可能不够充分；
（3） 滴定终点的判断误差，依赖于实验者观察颜变化的敏锐度，直接影响硫酸亚铁标准液的浓度标定及水样COD测定结果等；
（4） 本实验中测定进水混合水样的COD时，滴定前忘记加指示剂导致滴定过头，虽然组员们意识到并采用补加指示剂及过量重铬酸钾溶液后用硫酸亚铁铵标准滴定溶液回滴的方法，得到了所需数据，但是依然给实验结果带入了不可忽略的误差；
（5） 实验中所使用的移液管等各类仪器设备本身带入的移取试料、试剂体积的误差。
七、讨论、心得
活性污泥法（activated sludge process）是以废水中的有机污染物作为培养基，在有氧条
件下，对微生物体进行连续培养，形成活性污泥，再利用活性污泥在废水中的凝聚、吸附、氧化、沉淀等作用，去除废水中的有机污染物，使废水得到净化的一种废水处理方法。
活性污泥及其基本性状：
活性污泥(activated sludge)是活性污泥法净化有机废水的主体。它是由人工培养的好氧微生物及其吸附的有机物组成的生物絮体。由于活性污泥形似污泥且富有生命力，故而得名。
