水处理工程实验项目

水处理工程实验项目内容摘要：

表加入各种溶液。 反应瓶编号 反应瓶内液体体积 (ml) 中央小杯中 10% KOH 溶液体积(ml) 液体总体积(ml) 备注 蒸馏水 活性污泥悬浮75mg/L的含酚废水 150mg/L的含酚废水 450mg/L的含酚废水 750mg/L的含酚废水 1500mg/L 的含酚废水 液 2 3 温度压力对照 4 2 1 内源呼吸 6 1 2 8 1 2 10 1 2 11 、12 1 2 2 13 、14 1 2 2 2 在试验过程中应注意以下事项： (1) 应先向中央小杯加入 10%KOH 溶液，并将折成皱折状的滤纸放在杯口，以扩大对 CO2的吸收面积，但不得使 KOH 溢出中央小杯之外。 (2) 加入活性污泥悬浮液及合成废水的动作尽可能迅速，使各反应瓶开始反应的时间不致相差太多。 ，塞入反应瓶瓶口，以牛皮筋拉紧使之密封，然后放入瓦呼仪的恒温水槽中 (水温预先调好至 20℃ )使测压管闭管与大气相通，振摇 5分钟，使之反应瓶内温度与水浴一致。 150mm 处然后迅速关闭各管顶部的三通，使之与大气隔断，记录各测压管中检压液液面读数 (此值应在 150mm 附近 )，再开启瓦呼仪振摇开关，此时刻为呼吸耗氧试验的开始时刻。 0， ， ， ， ， ， ， 小时，关闭援摇开关，调整各测压管闭管液面至 150mm 处，并记录开管液面读数，按下表记录。 注意：读数及记录操作应尽可能迅速，作为温度及压力对照的 1， 2 两瓶应分别在第一个及最后一个读数，以修正操作时间的影响 (即从测压管 2 开始读数，然后 3， 4， 5……最后是测压管 1)。 读数、记录全部操作完成后即迅速工启振摇开关，使试验继续进行，待测压管读数降至 50mm 以下时，需开启闭管顶部三通放气。 再将闭管液位调至 150mm。 并记录此时开管液位高度。 ，取下反应瓶及测压管，擦净瓶口及磨塞上的羊毛脂，倒去反应瓶中液体，用清水冲洗后置于肥皂水中浸泡，再用清水冲洗后以洗液浸泡过夜，洗净后置于 55℃烘箱内烘干后待用。 五、实验结果的计算与分析 测压管读数 (液面高度 )计算耗氧量。 主要计算公式为： hhh ii  39。 （ 1） 式中： ih —— 各测压管计算的 Brodie 溶液液面高度变化值 mm h —— 温度压力对照管中 Brodie 溶液液面高度变化值 mm 39。 ih —— 各测压管实验的 Brodie 溶液液面高度变化值 mm iiiiii hKXhKX  4 2 39。 或 （ 2） 式中： ii XX,39。 —— 各反应瓶不同时间的耗氧量分别以微升及微克表示。 Ki—— 各反应瓶的体积常数，由教师事先 测得。 测定及计算方法从略。 —— 氧的容重克 /升 iii SXG （ 3） 式中： Gi—— 各反应瓶不同时刻单位重量活性污泥的耗氧量 mg/g Xi—— 见前。 Si—— 各反应瓶中的活性污泥重量 mg。 ， Gi为纵坐标，绘制内源呼吸线及不同含酚浓度合成废水的生化呼吸线，进行比较分析含酚浓度对生化呼吸过程的影响及生化处理可允许的含酚浓度。 六、思考题 ?有何局限性 ? ?试分析其原因及解决办法。 实验六 厌氧污泥活性的测试 厌氧污泥的活性，实际上是指单位质量的厌氧污泥（以 VSS 计）在单位时间内最多能产生的甲烷量，或者，是指单位质量的厌氧污泥（以 VSS 计）在单位时间内最多能去除的有机物（以 COD 计）。 因此，厌氧污泥活性一般可以用两个参数测量，即最大比产甲烷速率和最大比 COD 去除率。 二者的定义分别如下： 最大比产甲烷速率（4CHU .max）：单位质量的厌氧污泥在单位时间内的最大产甲烷量（ mlCH4/）； 最大比 COD 去除速率（ ）：单位质量的厌氧污泥在单位时间内的最大的COD 降解量（ gCOD/）。 一、实验原理 厌氧生物处理过程中的有机物降解速率或甲烷生成速率可用第五章中提出的相似的 Monod 公式来描述，即： SK XSUdtdS s   max （ 1） 式中： S—— 基质浓度（ gCOD 或 BOD/L）； t —— 时间（ d）； Umax —— 最大比基质降解速度（ d1）； X —— 微生物或污泥浓度（ gVSS/L）； Ks —— 饱和常数。 )( dtdSVYdtdV rgCH 4 （ 2） 式中： VCH4—— 间歇反应开始后的积累甲烷产量（ ml）； Yg —— 基质的甲烷转化系数（ mlCH4/gCOD）； Vr —— 间歇反应器的反应区容积（ L）。 由（ 1）、（ 2）式得： SK XSUVYdtdV srgCH   m a x4 （ 3） 因为厌氧细菌的世代周期一般相对很长，合成量相对较少，在短期内（ 1~2天内）可以认为厌氧微生物的生物量不会发生变化，即上式中的 X 可以认为是一个常数；同时，由于在反应初期基质浓度很高，即可以认为 SKs，此时式（ 3）就可以简化为： XVUXVUYdtdV rCHrgCH   44 m a xm a x )( （ 4） 或：441 CHCHr UdtdVXV  m a x （ 5） 其中的4CHU .max就是上面提到的厌氧污泥的最大比产甲烷速率。 从式（ 5）可以知道，我们只要能够通过试验求得某种污泥的产甲烷速率 dtdVCH4 ，就可以得到该种污泥的最大比产甲烷速率，即其活性。 从4CHU .max可以进一步推算出衡量厌氧污泥活性的另一个指标 —— 最大比COD 去除速率（ ），一般可以有下面的两种方法： 第一，先求出 COD 对 CH4的转化系数 Yg，再由 Yg和4CHU .max计算 ，即： 1004 TTVSS tVYrCHg  )( )( （ 6） 则：gCHCO D YUU 4 maxmax （ 7） 上两式中： )(tVCH4—— 间歇培养结束时的累积甲烷产量（ ml）； 0S —— 培养瓶内初始 COD 浓度（ g/L）； 0T —— 标志绝对温度（ 273K）； 1T —— 测试时室温绝对温度（ K） 第二，假定在厌氧条件下，约有 15%的有机物会被用于合成菌体细胞，剩下的有机物则被转化为甲烷，又根据 1gCOD 在厌氧条件下完全分解理论上能产生350mlCH4，由此得出最大比 COD去除速率和最大比产甲烷速率之间的关系如下： 350151 4  %)( m a xm a x CHC O D UU （ 8） 二、 测试装置及方法 （一）测试装置 厌氧污泥活性的测试可以采用如下的间歇试验的方法，其装置如下图所示。 厌氧污泥活性测试的间歇试验装置图 如图所示，装有一定量受试厌氧污泥的 100ml锥形反应瓶被放置在可以控温的恒温水浴槽内，反应瓶内还装有被调整到一定浓度的受试的有机物溶液或某种有机废水，反应瓶用橡胶塞密封并通过细小的乳胶管与 25ml 史氏发酵管相连，可以保证反应瓶内所产生的沼气能够以小气泡的形式进入史氏发酵管内，并在通过浓度为 2N的 NaOH 的 NaCl 饱和溶液的过程中，沼气中的 CO H2S等酸性气体可以被碱液吸收，而余下的、被计量的气体可认为是完全是甲烷气体。 （二）试验条件 （ 1）温度：温度对污泥活性有很大的影响，一般选取中温（ 35 1C） 或常温（ 20~25 1C） 进行测试，也可以根据需要选择其它温度； （ 2） pH值：由于一般认为产甲烷细菌的最佳 pH 值是在 ~，而对于普通的厌氧污泥，其 pH 值范围可以放宽到 ~ 的范围，因此，在厌氧污泥活性的测试试验中一般通过在反应瓶中加入 NaHCO3将其 pH 值调节到 史氏发酵管 恒温水浴槽 锥形瓶 左右； （ 3）基质浓度及污泥浓度：基质浓度一般设定为 5000mgCOD/L，而污泥浓度取 3~7gVSS/L，保证二者的比值约为 ~，基质中还必须加入适量的 N、 P等营养元素，必要时还需要加入微量金属元素和酵母浸出膏或某些特殊的维生素等，在稀释时应该用去氧水进行稀释。 （三） 测试步骤 （ 1）首先在锥形瓶容积为 100ml 处作好标记，再加入浓度为 10000mgCOD/L的营养母液 5。